付青，唐建國(guó)，劉海燕，叢龍壯

由于納米材料具有特殊的性質(zhì)，被公認(rèn)為是“二十一世紀(jì)最有前途的材料”。一般我們把尺寸小于100 nm的材料稱為納米材料。納米纖維是一種直徑小于100 nm的材料，它屬于一維納米材料，通過(guò)不同的材料及工藝制備出來(lái)的納米纖維具有不同的尺寸大小和功能性狀。納米復(fù)合纖維是一種新型的功能材料，它一般是由兩種或兩種以上不同性質(zhì)的材料，通過(guò)紡絲工藝手段組合而成的復(fù)合纖維。在復(fù)合纖維中，一般有一組分為連續(xù)相，也就是纖維的基體，其他組分為分散相，也叫做增強(qiáng)材料。不同的基體以及不同的增強(qiáng)材料，制備出的纖維的形貌及其功能有很顯著的差異[1]。

一般在紡織工業(yè)中制備的熒光紡織品是直接將熒光染料通過(guò)染色工藝上染到織物上，或是通過(guò)涂層的方法制備出熒光織物。本文通過(guò)將熒光染料直接摻雜到紡絲液中，在通過(guò)不同的紡絲工藝制備熒光纖維。利用這種直接摻雜的方法，可以讓熒光染料更高效地滲入到纖維中，這種方法更為高效環(huán)保，且生產(chǎn)出的纖維具有更好的熒光性能。納米熒光纖維主要的制備方法是靜電紡絲法，靜電紡絲作為一種極其靈活的材料制備方法，具有設(shè)備簡(jiǎn)單、易于操作、快速高效及對(duì)環(huán)境無(wú)污染等很多獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，可以制備出長(zhǎng)達(dá)數(shù)米且連續(xù)的纖維束，制備的無(wú)紡布納米纖維具有較大的比表面積、較高的孔隙率及出色的機(jī)械性能[2]。

本文通過(guò)將具有高熒光發(fā)光效率的熒光染料羅丹明B（RB）摻雜到聚丙烯腈（PAN）中制成紡絲液中，經(jīng)靜電紡絲工藝，制備出了具有強(qiáng)熒光的納米纖維。再通過(guò)控制熒光染料的含量，研究不同濃度的熒光染料對(duì)熒光納米纖維的光學(xué)性能的影響。

1　實(shí)驗(yàn)部分

圖1　納米纖維的SEM圖

1.1　試劑與儀器

羅丹明 B（RB），聚丙烯腈（PAN），N,N-二甲基甲酰胺

靜電紡絲機(jī)，掃描電鏡，紫外-可見(jiàn)分光光度計(jì)

1.2　實(shí)驗(yàn)過(guò)程

制備10%的PAN紡絲液，分別將相對(duì)固體 質(zhì)量 0，0.5% ，0.8% ，1.0% ，1.2% 的RB添加到紡絲液中，常溫?cái)嚢? h后，直到紡絲液中沒(méi)有固體顆粒殘留，裝入離心管中編號(hào)，分別對(duì)應(yīng)為 1#，2#，3#，4#，5# 分別取1#到5#的紡絲液進(jìn)行靜電紡絲，紡絲電壓控制在16 kv，每個(gè)樣品紡30 min后取出樣品板。然后進(jìn)行掃描測(cè)試分析和紫外可見(jiàn)吸收的測(cè)試。

2　結(jié)果與討論

通過(guò)電鏡掃描（SEM）觀察微納米的表面情況，下圖1中1#,2#,3#,4#,5#分別是10%PAN 中加入 0，0.5% ，0.8% ，1.0% ，1.2%的羅丹明B的成絲形貌。從圖中可以看出，PAN的成絲性能很好，而且隨著羅丹明B的含量增加，納米纖維的尺寸越來(lái)越細(xì)，5#樣的纖維太細(xì)，且無(wú)法形成連續(xù)的絲狀結(jié)構(gòu)，3#和4#樣的纖維中，出現(xiàn)了大量的錐形體結(jié)構(gòu)，這對(duì)于纖維的結(jié)構(gòu)造成不良的影響。羅丹明B的加入在一定程度上影響了PAN的成絲性能，加入羅丹明B后的紡絲液，成絲性能不好。

圖2是不同含量的羅丹明B的納米纖維紫外吸收情況，從圖中可以看出，紫外吸收的強(qiáng)度是隨著羅丹明B濃度的增加而增加的。這說(shuō)明羅丹明B作為熒光染料，添加到PAN紡絲液中紡絲，添加的含量不能過(guò)少，否則纖維的紫外吸收量會(huì)偏低。且有機(jī)熒光染料具有高濃度熒光淬滅的現(xiàn)象，也就是說(shuō)并不是染料的含量越多越好，光學(xué)性能越好。所以在應(yīng)用的過(guò)程中，為了讓纖維具有更好的形貌，且具有較好的光學(xué)性能，我們需要找到一個(gè)合適的添加含量。從實(shí)驗(yàn)結(jié)果中可以看出，羅丹明B的濃度在0.5%的時(shí)候，相對(duì)紡絲情況和紫外吸收情況是最好的。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳銳.靜電紡絲制備復(fù)合納米纖維材料[D].2011,浙江理工大學(xué),2011.

[2]王恒國(guó)基于熒光素的熒光納米纖維的制備與表征[J].高等學(xué)校化學(xué)學(xué)報(bào),2012.33(5)：p.001074-1077.