静电纺荧光纳米纤维的制备及其性能研究
发布时间：2021-08-18 21:55
近年来,荧光纳米纤维材料因纺织品、光子应用等方面的潜在开发而引起研究者的广泛兴趣。随着医学成像、新型防伪等技术的进步,更需要发展具有良好特性的荧光材料。目前,将荧光物质与基体结合通过静电纺丝方法获得荧光纳米纤维取得很大进展,研究更广泛的荧光纳米纤维受到越来越多的关注。本论文分别以蚕丝、聚乙烯吡咯烷酮（PVP）为基体,掺杂荧光素钠（FS）、罗丹明B（RB）、吖啶橙（AO）三种不同的荧光染料,借助静电纺丝技术制备荧光纳米纤维,系统地研究荧光纳米纤维的形貌、聚集态结构、热学以及荧光性能等。研究结论如下:（1）以丝素蛋白（SF）-甲酸-荧光染料共混体系制备纺丝液,利用静电纺丝设备制备SF荧光纳米纤维。考察了SF浓度、荧光染料含量等参数对纳米纤维结构与性能的影响。实验结果表明:制备得到的SF荧光纳米纤维表面光滑,形态良好。随着SF浓度从6.0 wt%增大到10.0 wt%,SF-FS纳米纤维直径从419±53nm增大到873±135 nm;荧光染料浓度从0.5 wt%增大到2.0 wt%,纤维直径从1200±261 nm减少到683±126 nm。SF-AO、SF-RB两种纳米纤维直径的变化规律...
【文章来源】：青岛大学山东省
【文章页数】：48 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
纳米纤维制备方法，(A)拉伸法[3]，(B)模板聚合法，(C)相分离法[17]，(D)分子自组装法[18]，(E)静电纺丝法[19].
青岛大学硕士学位论文4图1-2静电纺丝发展过程1.2.2静电纺丝纳米纤维研究现状在过去的二十年中，不同形式的纳米材料随纳米技术的发展应运而生，例如纳米线、纳米管、纳米纤维等[31]。静电纺丝作为一种高密度纳米制造技术，是通过在聚合物溶液或熔体上施加电压来制备直径纳米尺度纤维的方法，是一种强大通用的应用技术[32]。静电纺丝可以将各种材料(例如聚合物、陶瓷甚至金属)制成具有可控尺寸、形态均匀的纤维[33,34]，通过控制加工条件或改变收集器形状来制造不同的纳米纤维，例如定向排列的纤维[35]以及不同图案[36]和类似蜘蛛网的纳米纤维/网[37]。通过调节加工参数或设计不同的喷丝头，还可以制备串珠[32]、带状[38]、螺旋[39]、多孔[40]、项链状[41]，爆竹形状[42]，米粒形状[43]，核壳[44]，多通道管状[45]，多芯电缆状[46]，管状电子管[47]，纳米线内微管[48]和中空结构[49,50]的纳米纤维，如图1-3所示。
青岛大学硕士学位论文7地阻止两种染料之间的能量转移，从而使纤维薄膜可以得到足已覆盖整个可见光区域的光谱，实现白光发射。图1-4荧光材料的结构:(A)Janus纤维[56]，(B)核壳结构[25]，(C)螺旋状结构[59]，(D)表面多孔中空结构[60]1.3.3荧光材料应用近年来荧光纳米纤维材料技术飞速发展，并且在纺织业、装饰材料、防伪工程、医学中得到了一定的应用，如图1-5所示。荧光装饰材料是近几年发展起来的一种新型装饰材料，当由特定光源照射时，表面会呈现出鲜艳的荧光效果。侯智尧[63]等人在钼酸钙晶体中掺杂镧系元素铽、镝、铕分散于PVP纺丝液中进行静电纺丝，800℃退火处理得到直径为80-150nm具备结晶结构的纳米荧光纤维，在UV光和电子束激发下纤维可呈现强烈彩光，可应用于彩色显示、发光材料等领域。荧光材料很重要的一个用途就是用来防伪，目前我国荧光防伪材料主要还是依靠进口，因此开发一种高荧光效率、具有永久荧光性质的荧光防伪材料具有重大的科学意义和实用价值[64]。姜学松[65]等人利用P4VP-nBA-S和羟基二苯基吡啶(DSP-OH)共聚组成一种具有动态双功能超分子网络表面的材料，该表面同时具有皱纹形貌和明显荧光效果，并且可以快速感应可见光和pH刺激来调节荧光和皱纹形貌。这种具有多重响应、区域选择性和非接触特性的智能表面可以在防伪或信息存储领域得到广泛应用。Sarrazin[66]等人将制备的阳离子荧光聚合物与植物纤维在氯化钠体系中进行混合，通过静电作用将荧光物质吸附到纤维表面，从而得到荧光纤维，制备的荧光纤维主要可以应用于防伪纸张的抄造。目前学者们对于荧光材料在医药方面的应用主要集中在生物分子的荧光标记，生物成像和载药等方面[67]。2015年，Chen[68]等报道了一个荧光素衍生物分子，其在水溶液中对
【参考文献】：
期刊论文
[1]纳米荧光纤维防伪聚丙烯薄膜的制备与性能研究[J]. 王大威,李金泽,吴江渝,郑华明,曾小平. 绿色包装. 2018(12)
[2]静电纺丝技术发展简史及应用[J]. 王艳芝. 合成纤维工业. 2018(04)
[3]电纺PVA/HBPL荧光纳米纤维膜的制备及其结构性能表征[J]. 孙虹,邹黎明,卢宏伟,许永静,刘波. 合成纤维工业. 2018(02)
[4]PAN掺杂罗丹明B制备荧光纳米复合纤维及其表征[J]. 付青,唐建国,刘海燕,丛龙壮. 西部皮革. 2018(05)
[5]同轴静电纺丝参数对聚丙烯腈中空碳纳米纤维形态与炭化收率的影响[J]. 李树锋,刘高华,谢小军,韩永兴,张艳,程博闻. 纺织学报. 2017(12)
[6]紫外/红外双波长荧光防伪纤维的制备及性能[J]. 徐园园,杨革生,张慧慧,邵惠丽. 高分子材料科学与工程. 2017(07)
[7]静电纺丝纳米纤维的制备与应用[J]. 刘力菲,李伟,黄潇楠. 首都师范大学学报(自然科学版). 2017(01)
[8]基于荧光素的荧光纳米纤维的制备与表征[J]. 王恒国,刘大海,张朝群,李耀先,杨清彪,杜建时. 高等学校化学学报. 2012(05)
[9]静电纺丝技术的研究进展[J]. 刘呈坤. 合成纤维工业. 2012(02)
[10]静电纺丝技术的最新进展[J]. R.Nayak,R.Padhye,L.Amold,杨夫全. 国际纺织导报. 2010(10)
博士论文
[1]新型气泡静电纺丝技术及自清洁纳米纤维膜的制备[D]. 陈柔羲.苏州大学 2016
硕士论文
[1]SiO2/PANI复合柔性纳米纤维的制备及其氨敏性能研究[D]. 聂清欣.江南大学 2018
[2]柔性白色有机荧光纳米纤维膜的制备及其机理研究[D]. 张盼.北京化工大学 2017
[3]PAN/PU透明膜的制备及其温敏性能的研究[D]. 赵莹.浙江理工大学 2018
[4]罗丹明改性天然蚕丝的制备及结构研究[D]. 季金燕.东华大学 2014
[5]再生丝素蛋白纤维的制备及机理研究[D]. 邵伟力.中原工学院 2013
[6]溶液拉伸纺丝法制备高性能聚丙烯腈纤维[D]. 陈玉龙.黑龙江大学 2012
[7]静电纺丝纳米纤维的研究[D]. 徐松秀.中国科学技术大学 2011
[8]基于荧光机理的温度测量技术的研究[D]. 薄晓旭.燕山大学 2011
[9]仿羊毛扭曲结构纤维材料的研究制备[D]. 饶丹.北京服装学院 2010
[10]相分离法制备脂肪族聚酯及其复合纳米纤维支架[D]. 李小丽.北京化工大学 2010
本文编号：3350694
【文章来源】：青岛大学山东省
【文章页数】：48 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
纳米纤维制备方法，(A)拉伸法[3]，(B)模板聚合法，(C)相分离法[17]，(D)分子自组装法[18]，(E)静电纺丝法[19].
青岛大学硕士学位论文4图1-2静电纺丝发展过程1.2.2静电纺丝纳米纤维研究现状在过去的二十年中，不同形式的纳米材料随纳米技术的发展应运而生，例如纳米线、纳米管、纳米纤维等[31]。静电纺丝作为一种高密度纳米制造技术，是通过在聚合物溶液或熔体上施加电压来制备直径纳米尺度纤维的方法，是一种强大通用的应用技术[32]。静电纺丝可以将各种材料(例如聚合物、陶瓷甚至金属)制成具有可控尺寸、形态均匀的纤维[33,34]，通过控制加工条件或改变收集器形状来制造不同的纳米纤维，例如定向排列的纤维[35]以及不同图案[36]和类似蜘蛛网的纳米纤维/网[37]。通过调节加工参数或设计不同的喷丝头，还可以制备串珠[32]、带状[38]、螺旋[39]、多孔[40]、项链状[41]，爆竹形状[42]，米粒形状[43]，核壳[44]，多通道管状[45]，多芯电缆状[46]，管状电子管[47]，纳米线内微管[48]和中空结构[49,50]的纳米纤维，如图1-3所示。
青岛大学硕士学位论文7地阻止两种染料之间的能量转移，从而使纤维薄膜可以得到足已覆盖整个可见光区域的光谱，实现白光发射。图1-4荧光材料的结构:(A)Janus纤维[56]，(B)核壳结构[25]，(C)螺旋状结构[59]，(D)表面多孔中空结构[60]1.3.3荧光材料应用近年来荧光纳米纤维材料技术飞速发展，并且在纺织业、装饰材料、防伪工程、医学中得到了一定的应用，如图1-5所示。荧光装饰材料是近几年发展起来的一种新型装饰材料，当由特定光源照射时，表面会呈现出鲜艳的荧光效果。侯智尧[63]等人在钼酸钙晶体中掺杂镧系元素铽、镝、铕分散于PVP纺丝液中进行静电纺丝，800℃退火处理得到直径为80-150nm具备结晶结构的纳米荧光纤维，在UV光和电子束激发下纤维可呈现强烈彩光，可应用于彩色显示、发光材料等领域。荧光材料很重要的一个用途就是用来防伪，目前我国荧光防伪材料主要还是依靠进口，因此开发一种高荧光效率、具有永久荧光性质的荧光防伪材料具有重大的科学意义和实用价值[64]。姜学松[65]等人利用P4VP-nBA-S和羟基二苯基吡啶(DSP-OH)共聚组成一种具有动态双功能超分子网络表面的材料，该表面同时具有皱纹形貌和明显荧光效果，并且可以快速感应可见光和pH刺激来调节荧光和皱纹形貌。这种具有多重响应、区域选择性和非接触特性的智能表面可以在防伪或信息存储领域得到广泛应用。Sarrazin[66]等人将制备的阳离子荧光聚合物与植物纤维在氯化钠体系中进行混合，通过静电作用将荧光物质吸附到纤维表面，从而得到荧光纤维，制备的荧光纤维主要可以应用于防伪纸张的抄造。目前学者们对于荧光材料在医药方面的应用主要集中在生物分子的荧光标记，生物成像和载药等方面[67]。2015年，Chen[68]等报道了一个荧光素衍生物分子，其在水溶液中对
【参考文献】：
期刊论文
[1]纳米荧光纤维防伪聚丙烯薄膜的制备与性能研究[J]. 王大威,李金泽,吴江渝,郑华明,曾小平. 绿色包装. 2018(12)
[2]静电纺丝技术发展简史及应用[J]. 王艳芝. 合成纤维工业. 2018(04)
[3]电纺PVA/HBPL荧光纳米纤维膜的制备及其结构性能表征[J]. 孙虹,邹黎明,卢宏伟,许永静,刘波. 合成纤维工业. 2018(02)
[4]PAN掺杂罗丹明B制备荧光纳米复合纤维及其表征[J]. 付青,唐建国,刘海燕,丛龙壮. 西部皮革. 2018(05)
[5]同轴静电纺丝参数对聚丙烯腈中空碳纳米纤维形态与炭化收率的影响[J]. 李树锋,刘高华,谢小军,韩永兴,张艳,程博闻. 纺织学报. 2017(12)
[6]紫外/红外双波长荧光防伪纤维的制备及性能[J]. 徐园园,杨革生,张慧慧,邵惠丽. 高分子材料科学与工程. 2017(07)
[7]静电纺丝纳米纤维的制备与应用[J]. 刘力菲,李伟,黄潇楠. 首都师范大学学报(自然科学版). 2017(01)
[8]基于荧光素的荧光纳米纤维的制备与表征[J]. 王恒国,刘大海,张朝群,李耀先,杨清彪,杜建时. 高等学校化学学报. 2012(05)
[9]静电纺丝技术的研究进展[J]. 刘呈坤. 合成纤维工业. 2012(02)
[10]静电纺丝技术的最新进展[J]. R.Nayak,R.Padhye,L.Amold,杨夫全. 国际纺织导报. 2010(10)
博士论文
[1]新型气泡静电纺丝技术及自清洁纳米纤维膜的制备[D]. 陈柔羲.苏州大学 2016
硕士论文
[1]SiO2/PANI复合柔性纳米纤维的制备及其氨敏性能研究[D]. 聂清欣.江南大学 2018
[2]柔性白色有机荧光纳米纤维膜的制备及其机理研究[D]. 张盼.北京化工大学 2017
[3]PAN/PU透明膜的制备及其温敏性能的研究[D]. 赵莹.浙江理工大学 2018
[4]罗丹明改性天然蚕丝的制备及结构研究[D]. 季金燕.东华大学 2014
[5]再生丝素蛋白纤维的制备及机理研究[D]. 邵伟力.中原工学院 2013
[6]溶液拉伸纺丝法制备高性能聚丙烯腈纤维[D]. 陈玉龙.黑龙江大学 2012
[7]静电纺丝纳米纤维的研究[D]. 徐松秀.中国科学技术大学 2011
[8]基于荧光机理的温度测量技术的研究[D]. 薄晓旭.燕山大学 2011
[9]仿羊毛扭曲结构纤维材料的研究制备[D]. 饶丹.北京服装学院 2010
[10]相分离法制备脂肪族聚酯及其复合纳米纤维支架[D]. 李小丽.北京化工大学 2010
本文编号：3350694
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