【摘要】：稀土夜光纖維是將稀土長余輝發(fā)光材料(稀土發(fā)光材料)共混入成纖高聚物中,通過紡絲工藝加工而成的功能纖維。稀土夜光纖維在受到紫外或可見光激發(fā)后可以將光能貯存并在黑暗中持續(xù)釋放。由于其具有高效蓄能、長余輝和無放射性等優(yōu)點(diǎn),被廣泛應(yīng)用于各類功能服飾及紡織品中。苯酞隱色體是具有苯酞結(jié)構(gòu),可以通過打開或關(guān)閉內(nèi)酯環(huán)而改變分子共軛度,在可見光波段產(chǎn)生不同吸收率的隱色體染料。本課題將苯酞隱色體引入稀土夜光纖維中,發(fā)現(xiàn)苯酞隱色體在變換分子結(jié)構(gòu)的同時(shí)會與稀土發(fā)光材料的發(fā)射光產(chǎn)生協(xié)同作用,進(jìn)而改變夜光纖維的發(fā)光性能。本課題總結(jié)了苯酞隱色體轉(zhuǎn)換夜光纖維光色的規(guī)律,分析了苯酞隱色體影響夜光纖維發(fā)射光譜的機(jī)理。制備出了發(fā)光性能可隨溫度變化而變化的苯酞隱色體夜光纖維,豐富了夜光纖維的品種,拓展了夜光纖維在熱敏傳感領(lǐng)域的應(yīng)用。主要研究工作和成果如下:(1)采用高溫固相法制備了Sr_2ZnSi_2O_7:Eu~(2+),Dy~(3+),SrAl_2O_4:Eu~(2+),Dy~(3+)和Y_2O_2S:Eu~(3+),Mg~(2+),Ti~(4+)三種稀土發(fā)光材料。這三種材料是在藍(lán)、綠和紅三原色波段發(fā)光性能較好的稀土發(fā)光材料。本課題選取聚丙烯腈作為成纖高聚物,通過濕法紡絲制備出三元共混的夜光纖維。使用熒光光譜儀等儀器對夜光纖維的光學(xué)性能進(jìn)行了表征,研究了三元共混夜光纖維發(fā)射光譜的特性。通過研究發(fā)現(xiàn):將稀土發(fā)光材料多元共混入成纖高聚物中可以制備出復(fù)色光發(fā)射的夜光纖維,通過調(diào)配三種稀土發(fā)光材料的比例可以制備出發(fā)射白色光的夜光纖維。(2)在夜光纖維中加入苯酞隱色體,制備了幾種苯酞隱色體夜光纖維。得出結(jié)論:將苯酞隱色體加入夜光纖維,不會破壞稀土發(fā)光材料的物相結(jié)構(gòu)。苯酞隱色體與稀土發(fā)光材料各組分間獨(dú)立性良好,保證了稀土發(fā)光材料的發(fā)光性能和苯酞隱色體的熱致變色性能。同時(shí)驗(yàn)證了濕法紡絲工藝的可行性,為進(jìn)一步分析苯酞隱色體對夜光纖維發(fā)射光譜和發(fā)射光色的影響提供了工藝支持。(3)深入研究了苯酞隱色體對夜光纖維發(fā)射光譜的影響,分析了苯酞隱色體轉(zhuǎn)換夜光纖維發(fā)射光色的影響規(guī)律,得出結(jié)論:當(dāng)稀土發(fā)光材料的發(fā)射光譜與醌式結(jié)構(gòu)苯酞隱色體吸收光譜重疊時(shí),苯酞隱色體會把稀土發(fā)光材料的發(fā)射光屏蔽在纖維內(nèi),在苯酞隱色體變?yōu)閮?nèi)酯結(jié)構(gòu)后釋放稀土發(fā)光材料的光能。由此可見,當(dāng)苯酞隱色體在纖維內(nèi)變換結(jié)構(gòu)時(shí),會與夜光纖維的發(fā)射光波發(fā)生協(xié)同效應(yīng)。(4)通過對苯酞隱色體的可見光吸收率和夜光纖維的發(fā)射光譜進(jìn)行研究后發(fā)現(xiàn),吸收部分可見光的苯酞隱色體對稀土發(fā)光材料的發(fā)射光有選擇吸收性。在醌式結(jié)構(gòu)時(shí),苯酞隱色體會吸收纖維內(nèi)某種稀土發(fā)光材料的發(fā)射光,而釋放其它光能。在變換為內(nèi)酯結(jié)構(gòu)后釋放全部光能,從而實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)換夜光纖維光色的效果。通過對苯酞隱色體夜光纖維的光色測定及實(shí)際測試,結(jié)果表明苯酞隱色體夜光纖維光色轉(zhuǎn)換現(xiàn)象清晰可見,具有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。(5)對苯酞隱色體夜光纖維的穩(wěn)定性及應(yīng)用可靠性進(jìn)行了研究。結(jié)果表明:苯酞隱色體夜光纖維在200℃以下可以保持穩(wěn)定,不會熱裂解。苯酞隱色體夜光纖維具有較好的耐熱性、耐光性和耐水性,具有一定的耐酸堿性。
【學(xué)位授予單位】：江南大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TB34
【圖文】：

射峰位于 470 nm[45]。而主發(fā)射峰位于 626 nm 的 Y2O2S: Eu3+, M段發(fā)光性能最好的材料[46,47]。稀土長余輝發(fā)光材料無毒無害，吸-放光能，作為一種綠色環(huán)保型材料被廣泛的應(yīng)用于應(yīng)急照明等各個(gè)領(lǐng)域。長余輝發(fā)光材料的發(fā)光機(jī)理子在稀土發(fā)光材料基質(zhì)中發(fā)光，是經(jīng)過光激發(fā)后吸收了光子的能最后進(jìn)行輻射躍遷的過程。稀土長余輝發(fā)光材料受到光激發(fā)會有離子在稀土長余輝發(fā)光材料中作為激活劑，在受到光照射時(shí)會層電子能量升高、運(yùn)動狀態(tài)更為劇烈，從而躍遷至激發(fā)態(tài)。處于所以其會躍遷回基態(tài)，并在躍遷時(shí)以光的形式釋放儲存的能量的能量，通過一定的相互作用傳遞給發(fā)光中心使其受到激發(fā)，發(fā)發(fā)到激發(fā)態(tài)隨后通過躍遷回到基態(tài)并實(shí)現(xiàn)發(fā)光；3）激發(fā)能量被過電子相互作用傳遞給發(fā)光中心離子使其受到激發(fā)，發(fā)光中心經(jīng)發(fā)光，此過程被稱為敏化發(fā)光[48]。

第一章 緒論材料均使用稀土離子作為激活劑或共激活劑。對于稀土長余輝發(fā)解釋有很多種，其中有三種理論模型最為常見，它們分別是：電子型和位形坐標(biāo)模型[49 52]。給出了稀土長余輝發(fā)光材料的電子陷阱能級模型和長余輝機(jī)理分發(fā)光材料中的電子受到激發(fā)后會有 4 個(gè)過程發(fā)生：在電子收到紫基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)（過程 1），稀土離子外層的電子一旦被激發(fā)物質(zhì)的低能趨向性，該物質(zhì)會非常容易弛豫到接近激發(fā)態(tài)的低能在電子返回基態(tài)時(shí)將伴隨有熒光發(fā)射（過程 2），所以熒光現(xiàn)象光后，電子將停止躍遷，熒光也隨即消失。由于稀土元素電子層土長余輝發(fā)光材料的晶格中引入陷阱能級，當(dāng)電子進(jìn)入激發(fā)態(tài)后程 3），無法即時(shí)返回基態(tài)而被困在陷阱中，當(dāng)陷阱中的電子濃電子將從陷阱中逃逸，返回基態(tài)（過程 4）。當(dāng)移除激發(fā)光后，阱中的電子會持續(xù)逃逸，直到陷阱中電子的能量低于 E（陷阱停止放射余輝。在有激發(fā)光存在的條件下，過程 2 與步驟 4 是光后，過程 2 會隨即停止，但是過程 4 將持續(xù)進(jìn)行到電子無法

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 ;日本鐘紡開發(fā)出儲光纖維[J];山東紡織經(jīng)濟(jì);2004年01期

2 劉洵;郭健;;光纖維與光纖維傳感器[J];試驗(yàn)技術(shù)與試驗(yàn)機(jī);2003年01期

3 鄭關(guān)林;;光纖維寬帶通訊技術(shù)發(fā)展前景預(yù)測[J];國際科技交流;1987年12期

4 張毅;;光纖維技術(shù)在煤礦上的應(yīng)用[J];陜西煤炭技術(shù);1988年01期

5 唐國興;;高分子光纖維[J];河北輕化工學(xué)院學(xué)報(bào);1989年Z2期

6 張娟娟;;橡膠制光纖維[J];今日科技;1989年06期

7 徐海良;;1993年光纖維傳導(dǎo)在歐洲市場的價(jià)值達(dá)到19億美元[J];光學(xué)儀器;1989年05期

8 周洋溢;梯度型光纖維的衰減和帶寬的測定-實(shí)驗(yàn)室之間測量的比較[J];激光通信;1982年02期

9 楊麗月;靳曉晴;楊慶斌;;夜光纖維的基本性能研究[J];山東紡織科技;2017年03期

10 趙菊梅;;夜光纖維的性能及應(yīng)用[J];山東紡織科技;2010年06期

相關(guān)會議論文 前3條

1 湯龍世;劉德杰;郭鵬;;功能性夜光纖維紗生產(chǎn)技術(shù)探討[A];山東紡織工程學(xué)會十一屆第四次優(yōu)秀論文評選獲獎?wù)撐募痆C];2006年

2 湯龍世;;功能性夜光纖維紗的生產(chǎn)技術(shù)探討[A];第十屆陳維稷優(yōu)秀論文獎?wù)撐膮R編[C];2007年

3 陳少明;;微型智能藥丸內(nèi)窺鏡和機(jī)器人技術(shù)展望[A];中國肛腸病研究心得集[C];2011年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前6條

1 葛立;日本研制儲光纖維[N];中國紡織報(bào);2003年

2 本報(bào)記者 溫維健;夜光纖維“暗中”攻城略地[N];中國紡織報(bào);2014年

3 本報(bào)記者 謝江濤;光纖維診斷技術(shù)為建筑“體檢”[N];廣東科技報(bào);2013年

4 主持 本報(bào)記者 姜國華　嘉賓 江南大學(xué)教授 葛明橋;海寶發(fā)光的秘密[N];中國紡織報(bào);2010年

5 禾光;蓄光型稀土鋁酸鹽夜光纖維研制成功[N];中國有色金屬報(bào);2002年

6 記者 王羽;廣交會上8家企業(yè)達(dá)成協(xié)議466萬美元[N];鐵嶺日報(bào);2010年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前5條

1 晉陽;苯酞隱色體夜光纖維的制備及性能研究[D];江南大學(xué);2019年

2 閆彥紅;夜光纖維用發(fā)光材料與纖維光色性能研究[D];江南大學(xué);2014年

3 朱亞楠;氧蒽衍生物對稀土夜光纖維光譜紅移影響研究[D];江南大學(xué);2014年

4 李婧;基于摻雜三芳基硫摀六氟銻酸鹽的夜光纖維光譜藍(lán)移研究[D];江南大學(xué);2017年

5 郭雪峰;夜光纖維余輝性能和陷阱能級分布的研究[D];江南大學(xué);2013年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前9條

1 徐燕娜;夜光纖維的結(jié)構(gòu)與性能研究[D];江南大學(xué);2008年

2 汪蓮婷;夜光纖維的性能及其在經(jīng)編上的應(yīng)用[D];江南大學(xué);2007年

3 于景超;夜光纖維針織面料的研究與開發(fā)[D];西安工程大學(xué);2011年

4 閆彥紅;稀土夜光纖維產(chǎn)品開發(fā)與應(yīng)用[D];江南大學(xué);2008年

5 王碩;稀土夜光纖維的基本性能以及夜光效果測試方法的設(shè)計(jì)[D];青島大學(xué);2016年

6 徐迎童;夜光纖維在兒童家居燈飾中的應(yīng)用[D];北京服裝學(xué)院;2016年

7 趙菊梅;稀土鋁酸鍶夜光纖維光照激發(fā)和發(fā)射過程研究[D];江南大學(xué);2008年

8 金昭;纖維用SrAl_2O_4發(fā)光材料制備工藝的優(yōu)化[D];江南大學(xué);2010年

9 李慧遙;基于透明尼龍的反光纖維的制備[D];東華大學(xué);2014年

本文編號：2720244