含铕荧光防伪纤维的制备及其发光性能研究

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随着经济的飞速发展,假冒伪造产品层出不穷,这对于防伪技术提出了更高的要求。荧光防伪纤维因隐蔽好、易辨别等优点而广泛应用于钞票、有价证券、证件防伪等领域。稀土高分子材料因兼具稀土配合物优异的光学性能与聚合物良好的力学及加工性能等优点,成为荧光防伪纤维材料的首选。但目前制备的稀土高分子基荧光防伪纤维多存在荧光颗粒团聚或与聚合物相容性差等问题,易受外部影响致使荧光强度减弱或消失。基于此,本文首先通过静电纺丝制备以聚乙烯醇为高分子基质的掺杂型纳米荧光纤维,改善荧光颗粒团聚现象,实现纤维中荧光颗粒的纳米级分散;其次,通过自由基聚合法制备键合型高分子共聚物,并通过静电纺丝制备键合型荧光防伪纤维,进一步改善其荧光淬灭现象。具体研究工作如下:(1)以Eu(TTA)2(Phen)MAA为稀土配合物和聚乙烯醇(PVA)为高分子基质,采用静电纺丝技术制得掺杂型荧光防伪纤维,结果表明:纳米纤维呈无序状随机排列,纤维表面较为光滑,纤维的直径分布较为均匀,平均直径约为150 nm;随着配合物含量的增加,掺杂型荧光纤维Eu(TTA)2(Phen)MAA/PVA发光强度显著增强,其淬灭浓度为8wt%;在365nm紫外光激发下,纳米纤维在612 nm出现了Eu3+强锐的特征发射峰,荧光寿命为0.642 ms,初始热分解温度为245.3℃。(2)以Eu(TTA)2(Phen)MAA为配合物和醋酸乙烯酯(VAc)为聚合单体,以偶氮二异丁腈(AIBN)为引发剂,采用自由基聚合技术制得高分子共聚物Eu-PVAc,进而醇解制得高分子共聚物Eu-PVA,表征结果显示:配合物成功键合到聚乙烯醇高分子链上,高分子共聚物的初始热分解温度为290℃,荧光寿命为0.651 ms,高分子共聚物Eu-PVA的淬灭浓度为16wt%,荧光猝灭现象得到极大改善。(3)基于稀土高分子共聚物Eu-PVA优异的荧光稳定性,采用静电纺丝技术制备键合型荧光防伪纤维,并与纸浆混合制备荧光防伪纸。结果表明,当激发波长为396 nm时,纳米纤维在612 nm出现了Eu3+的特征发射峰,荧光寿命为0.667 ms,初始热分解温度为293℃;随着配合物含量的增加,键合型荧光纤维发光强度显著增强,其淬灭浓度为16wt%,相对于掺杂型荧光防伪纤维,荧光淬灭现象得到很大的改善;制备的荧光防伪纸张在365 nm激发下呈现纯正红光发射,表现了良好的防伪效果。
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