发光纤维的研究进展

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1、发光纤维的研究进展发布于:2006-6-22点击次数:255秦传香秦志忠王筱梅陈国强（苏州大学材料工程学院，江苏苏州215021）摘要：介绍了蓄光纤维和荧光纤维（荧光防伪纤维和光致变包纤维）等发光纤维的发光机理、种类、制造方法及各自的用途，以及各种发光纤维的研究进展情况，并对发光纤维的未来发展方向作了展望今后应开发新型发光材料来降低发光纤维的原料成本。关键词：发光纤维蓄光纤维荧光纤维光致发光中图分类号：TQ34289文献识别码：A文章编号：1001-0041（2005）06-0058-03发光纤维是指在普通光或特殊光照射下能够发

2、光的功能纤维。根据光照射的性质不同，现有的发光纤维可分为：一是蓄光纤维[1],广泛应用于安全领域、装饰服饰领域、防伪领域；二是荧光纤维，应用在防伪领域和装饰服饰领域，主要有荧光防伪纤维和光致变色纤维。1蓄光纤维蓄光材料是指可以吸收蓄积太阳光或室内照明光源中昕含紫外线等光能，并能在光源除去后其能量可以转换成可见光，而且暂时拥有自发旋光性能的材料，它能够储蓄能量，是…种有利于环保、节能的新型材料。居里夫人发现的镭元素可以称之为第一代自发光材料;传统的硫化物发光材料可谓之为第二代自发光材料；20世纪90年代,我国开始开发成功第三代蓄光

3、型自发光材料。比如稀上元素，其发光机理是一种微观的物理过程，由于它们特殊的电子结构，使得原子外层电子在光照情况下可以从低能级跃迁到高能级，因此可以蓄光；但在黑暗中电子又可以从高能级恢复到低能级，又可以发光。但蓄光材料本身不能直接作为终端产品，必须与其它材料结合才能得到应用的一种工业原料。蓄光纤维就是其应用的一种发光制品,是指受阳光或灯光照射后可以积蓄光能并在暗处可以自发光的纤维。这种纤维加工出的产品具有新、奇、特的效果，可以做成服装、绳索、网、蓬布等，广泛应用于交通、安全、矿•山、海上救生、海洋捕捞等领域。对于这种纤维，传统研制

4、方法是将蓄光材料添加到成纤聚合物中，并添加微量的激活剂进行共混，然后通过纺丝生产出纤维。目前蓄光纤维的制作方法有溶液纺丝法、熔融纺丝法（又分为共混纺丝和复合纺丝）、表面涂层法、高速气流冲击法、键合法等。这些方法生产的蓄光纤维普遍存在着：可纺性并、纤维机械强度下降、荧光效果不理想等缺点。因此，许多科研和生产单位对其进行改进。如徐长富［2］等人以自制的聚丙烯和碱土铝酸盐类的长余辉发光颜料（用质量分数0・5%钛酸酯偶联剂处理）为原料，进行熔融纺丝，生产出一种亮度高、余辉时间长、物理性能优良、可纺性较好的蓄光型发光聚丙烯纤维二考虑到无机

5、稀上发光粉颗粒大造成生产难度大，可以采用高新纳米技术，采用稀土铝酸盐发光材料和纳米级助剂，经过特种纺丝工艺可制成具有夜光性的蓄光型聚酯长丝。据报道，由北京东方利源科技有限公司与清华大学合作开发的彩色发光纤维于2004年投放市场。该产品利用稀土发光材料为发光体,经过特种熔融纺丝工艺制成的蓄光型发光纤维，在可见光的条件下，有红色，黄色，兰色，绿色等9个颜色；在没有可见光的条件下，该纤维本身可发出各种色彩的光，如黄绿光，兰绿光，兰光，紫光等。用它制成的纺织品在白天与普通纤维具有完全一样的使用功能，在夜间或黑暗状态下可持续发光。美国开发

6、了发光纤维并申请专利技术，该化学纤维可吸收和释放绿黄光，其阿拉巴马州的Beaver工业公司的生产方法是用硫化锌上面涂上铜和另一种材料，其产品发光时间超过10ho纽约的Gio-Tech公司研制的发光纤维是用磷做基本成分，添加總和其他成分，然后把它加工成色母粒,在纺丝过程中添加到原材料中，发光至少8h。该种纤维可与许多聚合物一起生产，如聚酯、聚丙烯、尼龙、聚乙烯。固有的夜晚安全性是这种纤维关键的卖点，预计其主要市场是对可见度要求很高的地方：运动和打猎装置、绳索、衣服、背心、剧院和飞机内部地毯。2荧光纤维2・1荧光防伪纤维荧光防伪纤维

7、又称安全纤维［3］它可以分为红外荧光防伪纤维和紫外荧光防伪纤维。红外荧光防伪纤维是指在红外光（波长通常在0.7~1.6nm）激发下能发射出多种不同颜色（红、蓝、绿、黄绿色）的一种新型的防伪纤维，目前报道的文献资料很少。紫外荧光纤维是指在紫外光激发下会闪烁光彩，能发射出各种不同的颜色，当紫外光消失后，又能够回复到原色的纤维［4］,它又分长波长（365nm）荧光纤维和短波长(254nm)荧光纤维。也可以根据发射波长种类分为单波长、双波长等品种。比如：将有单波长荧光性质的防伪纤维加入纸张中，可以制成各种防伪纸。而双波长荧光防伪纤维具有

8、两种荧光光谱，在不同波长的特殊光线照射下呈现不同的颜色，它的安全性和可识别性能更好起到防伪作用。东华大学在这方面的研究已经有成效，并申请了专利［5］・据报道，多年从事化学材料防伪技术研究的戈德防伪公司研制出荧光防伪专利产品，这项荧光防伪安全点分外观有色(褐色、蓝