本發(fā)明屬于鑭系-海藻酸鹽纖維，具體涉及一種發(fā)光鑭系-海藻酸鹽纖維及制備方法和應用。

背景技術：

1、防偽技術，包括全息圖、射頻識別、等離子體標簽、快速響應碼、條形碼和發(fā)光防偽技術等。發(fā)光防偽技術能夠在沒有外部刺激的情況下隱藏圖案，但在特定的照明或其他激發(fā)條件下，能夠顯示獨特的光學信息，從而提供高度安全、多樣化和智能的加密方式。提升發(fā)光防偽技術的關鍵在于選擇合適的發(fā)光材料和精心設計的防偽策略。碳量子點、半導體量子點、硫?qū)倩衔?、有機染料等材料被認為是發(fā)光防偽的有力候選材料。然而，在評估高顏色純度、抗光漂白、持續(xù)長期穩(wěn)定性等嚴格要求時，這些材料往往難以滿足需求。

2、隨著技術的發(fā)展，柔性可穿戴設備因其舒適性和便利性而日益普及，確保這些設備的安全性和可靠性變得至關重要，進而推動了對先進柔性防偽技術的需求。目前，摻雜鑭系纖維的制備方法包括生產(chǎn)含鑭系元素的蠶絲、對芳綸纖維進行表面處理以引入鑭系元素、以及將鑭系元素配合物摻入成纖維聚合物。然而，這些方法往往導致工藝復雜、成本增加、經(jīng)濟效益降低。海藻酸鈉是一種具有生物可降解性、生物相容性、無毒性和低成本等優(yōu)點的天然多糖。在二價或三價金屬陽離子存在下，海藻酸鈉可以通過交聯(lián)形成穩(wěn)定的水凝膠，或通過紡絲加工成纖維。

3、因此，目前迫切需要開發(fā)一種既考慮制造成本、制備難度，又兼顧防偽效果的鑭系防偽纖維。

技術實現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有技術的問題，本發(fā)明提供一種發(fā)光鑭系-海藻酸鹽纖維及制備方法，鑭系離子同時充當離子交聯(lián)劑和發(fā)光劑，海藻酸鹽與鑭系離子交聯(lián)，形成纖維。鑭系離子的發(fā)光被配體2,2'-聯(lián)吡啶敏化，根據(jù)摻雜鑭系離子的摩爾比不同，在254納米紫外光下發(fā)出紅色、橙色和綠色熒光，為鑭系纖維在柔性防偽技術中的應用提供了新方向。

2、為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下的技術方案：一種發(fā)光鑭系-海藻酸鹽纖維，以海藻酸鈉和lncl3為原料，通過濕法紡絲工藝制備得到，纖維為圓柱形，表面無開裂，橫截面有多孔隙，具有紅色、橙色和綠色的熒光發(fā)射。

3、進一步的，所述纖維中具有不同摩爾比的鋱和銪。

4、一種發(fā)光鑭系-海藻酸鹽纖維的制備方法，

5、將海藻酸鈉水溶液裝入紡絲注射器，并擠壓入含有l(wèi)ncl3和2,2'-聯(lián)吡啶的凝固浴中，擠出速率為2ml/min，紡絲液與凝固浴接觸后迅速生成水凝膠纖維，約2分鐘后，將纖維從凝固浴中取出，在常溫下風干，得到鑭系-海藻酸鹽纖維。

6、進一步的，lncl3中鋱/銪的摩爾比為0:10、3:7或10:0。

7、進一步的，

8、所述海藻酸鈉水溶液的濃度為1wt％，lncl3、2,2'-聯(lián)吡啶的濃度為10mm。

9、進一步的，

10、所述紡絲注射器的內(nèi)徑為0.7mm。

11、具備多重刺激響應功能的多色發(fā)光鑭系-海藻酸鹽纖維的應用，

12、所述纖維用于防偽，包括柔性防偽。

13、0:10、3:7或10:0三種不同鋱/銪摩爾比的纖維在254納米紫外光下展現(xiàn)出紅色、橙色和綠色的熒光。

14、進一步的，

15、所述纖維暴露于酸性環(huán)境中時發(fā)光減弱，堿性環(huán)境中發(fā)光恢復。

16、進一步的，

17、所述纖維暴露于三價鐵離子的環(huán)境中時發(fā)光減弱。

18、本發(fā)明的有益之處：

19、本發(fā)明利用濕法紡絲技術開發(fā)了一種可用于防偽的發(fā)光鑭系-海藻酸鹽纖維。這些纖維不僅展現(xiàn)出良好的成型性、熱穩(wěn)定性和均質(zhì)性，還能在254納米紫外光照射下根據(jù)鑭系元素的不同摻雜比例發(fā)出紅、橙、綠三色熒光。相較于傳統(tǒng)有機染料，纖維擁有更長的熒光壽命。纖維可以編織成多樣化的防偽圖案。而且，在外界條件刺激下，它們的熒光特性能夠被有效猝滅和恢復，從而提供了更豐富的防偽效果。由于其低成本、易制造和高柔性，鑭系摻雜的纖維在柔性防偽領域展現(xiàn)出巨大的應用潛力。

技術特征：

1.一種發(fā)光鑭系-海藻酸鹽纖維，其特征是：以海藻酸鈉和lncl3為原料，通過濕法紡絲工藝制備得到，纖維為圓柱形，表面無開裂，具有紅色、橙色和綠色的熒光發(fā)射。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種發(fā)光鑭系-海藻酸鹽纖維，其特征在于：所述纖維中具有不同摩爾比的鋱和銪，

3.根據(jù)權(quán)利要求1-2任一項所述的一種發(fā)光鑭系-海藻酸鹽纖維的制備方法，其特征在于：

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種發(fā)光鑭系-海藻酸鹽纖維的制備方法，其特征在于：lncl3中鋱/銪的摩爾比為0:10、3:7或10:0。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種發(fā)光鑭系-海藻酸鹽纖維的制備方法，其特征在于：

6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的具一種發(fā)光鑭系-海藻酸鹽纖維的制備方法，其特征在于：

7.根據(jù)權(quán)利要求1-2任一項所述的一種發(fā)光鑭系-海藻酸鹽纖維的應用，所述纖維通過權(quán)利要求3-6任一項所述的方法制備，其特征在于：

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種發(fā)光鑭系-海藻酸鹽纖維的應用，其特征在于：

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種發(fā)光鑭系-海藻酸鹽纖維的應用，其特征在于：

10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種發(fā)光鑭系-海藻酸鹽纖維的應用，其特征在于：

技術總結(jié)
本發(fā)明屬于鑭系?海藻酸鹽纖維技術領域，具體涉及一種發(fā)光鑭系?海藻酸鹽纖維及制備方法和應用。以海藻酸鈉和LnCl<subgt;3</subgt;為原料，通過濕法紡絲工藝制備得到，具有紅色、橙色和綠色的熒光發(fā)射。將海藻酸鈉水溶液裝入紡絲注射器，并擠壓入含有LnCl<subgt;3</subgt;和2,2'?聯(lián)吡啶的凝固浴中，紡絲液與凝固浴接觸后迅速生成水凝膠纖維，將纖維從凝固浴中取出，在常溫下風干，得到鑭系?海藻酸鹽纖維。本發(fā)明的鑭系?海藻酸鹽纖維能根據(jù)鑭系元素的不同摻雜比例發(fā)出紅、橙、綠三色熒光具備良好的成型性、熱穩(wěn)定性和均質(zhì)性，在柔性防偽領域展現(xiàn)出巨大的應用潛力。

技術研發(fā)人員：沈兆存,馬鴻澤,隋坤艷,高利龍
受保護的技術使用者：青島大學
技術研發(fā)日：
技術公布日：2024/12/30