夜光纤维光谱蓝移研究与应用

作为我国国民经济传统支柱行业之一的纺织业，多年来在扩大出口、繁荣市场、吸纳就业、促进城镇化发展等方面发挥着重要作用。但随着市场需求和消费结构的不断变化，原有单一性能的纤维原料已经不能满足社会发展的需求。因此，要解决纺织产业中的问题，需要从纺织原料、工艺等方面不断尝试创新，通过工艺处理或添加功能助剂对天然纤维或化学纤维进行功能改性，积极开发新技术产品，加大高性能、功能性、差别化纤维的开发力度，扩大其在功能性纺织品、绿色环保生态纺织品、产业用纺织品等重点领域的应用，依靠科技贡献率提高产品附加值。在此背景下，一种蓄发光节能环保型夜光纤维纺织材料应运而生。目前，夜光纤维已经实现了产业化生产。但是，其发光色相仍不理想，夜光纤维的发射光谱集中分布在510～530nm的黄绿色光区，发光颜色较为单调，缺少蓝色光。而三芳基硫六氟锑酸盐（THFS）是应用最广泛的阳离子光引发材料之一，具有较高的光引发性能、较小的内应力、较好的热稳定性能、耐磨性能以及耐化学品腐蚀性能等，能够受光分解产生活性的自由基和蓝色生色团。鉴于以上考虑，本书在对夜光纤维光谱蓝移材料筛选的基础上，搭建了一种基于掺杂硫盐的光谱蓝移夜光纤维的制备方法，用于获得性能优异的蓝色光夜光纤维。通过深入分析夜光纤维光谱蓝移特性、影响因素及在纺织产品中的应用价值，结合荧光共振能量转移理论，构建了纤维内部的能量传递机制。本书系统介绍了夜光纤维的光谱蓝移技术，并在此基础上研究了夜光纤维纺丝原料添加量、蓝移材料三芳基硫六氟锑酸盐掺杂量、熔融纺丝温度和激发条件等参数对纤维光谱蓝移的影响，并深入分析了纤维光谱蓝移的发光机制及纤维的应用前景。全书由5章组成，第1章介绍了夜光纤维和纤维用纺丝材料——硫盐类蓝移材料的特性、发光机制和研究进展情况；第2章主要介绍了硫盐类蓝移材料和掺杂硫盐类蓝移材料夜光纤维的制备方法和性能；第3章通过添加不同含量的纺丝材料，改变纺丝工艺和激发条件制备出多款夜光纤维，深入探讨了掺杂硫盐夜光纤维光谱蓝移的影响因素和纤维内部的能量传递过程；第4章从标准色度学角度入手，运用一种可以通过色坐标计算斜率的分区查询方法对夜光纤维光谱颜色进行模拟计算，用于与实际测量值进行验证分析；第5章介绍了夜光纤维在服装配饰、机绣织物等领域中的应用。书中部分图片嵌入右侧二维码中，读者扫码即可参阅。本书总结了编者多年从事夜光纤维及其纤维制品研究的工作成果, 得到了宁波大学的支持和化学工业出版社的大力协助。同时，本书还得到了浙江省属高校基本科研业务费项目和浙江省自然科学基金的资助, 特此向支持和关心编者研究工作的所有单位和个人表示衷心的感谢。由于编者水平有限, 虽几经改稿, 书中不足和疏漏之处在所难免, 恳请专家和广大读者不吝赐教。宁波大学 李婧2022年6月于宁波

本书基于稀土材料在夜光纤维制备领域的最新研究进展，系统概述了夜光纤维和蓝移材料的基本概念、发光机理及发展现状，阐明了掺杂硫鎓盐类蓝移材料的夜光纤维的制备方法及其性能，系统分析了纤维光谱蓝移的影响因素及纤维内部的能量传递机理，最后介绍了夜光纤维在服装配饰、机绣织物等纺织领域的应用。本书可供从事稀土材料、无机非金属材料、纺织材料等领域的科研人员和技术人员参考，也可供高等院校纺织科学与工程、材料科学与工程等相关专业的师生阅读。

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第1章绪论001 
1.1夜光纤维概述002 
1.1.1夜光纤维的概念和特征002 
1.1.2夜光纤维的发光机制002 
1.1.3夜光纤维光谱特性的研究进展004 
1.1.4夜光纤维光谱蓝移评价指标006 
1.1.5夜光纤维用蓝色长余辉发光材料的发展现状011 
1.2光谱蓝移材料简介014 
1.2.1硫盐类蓝移材料的种类和特性016 
1.2.2硫盐类蓝移材料的发光机理019 
1.2.3硫盐类蓝移材料的研究进展024 
参考文献026 

第2章夜光纤维的制备及表征033 
2.1光谱蓝移材料的制备与性能表征036 
2.1.1硫盐类蓝移材料的制备036 
2.1.2硫盐类蓝移材料的性能分析037 
2.2硫盐掺杂夜光纤维的制备043 
2.3硫盐掺杂夜光纤维的性能分析047 
2.3.1微观形貌分析047 
2.3.2KH550改性夜光粉的透射电镜分析049 
2.3.3红外光谱分析050 
2.3.4物相结构分析053 
2.3.5物理性能分析054 
2.3.6热学性能分析058 
2.3.7发光性能分析061 
参考文献069 

第3章夜光纤维光谱蓝移的影响因素及发光机制072 
3.1光谱蓝移纤维的制备074 
3.2光谱蓝移影响因素分析075 
3.2.1稀土发光材料含量对夜光纤维光谱蓝移的影响076 
3.2.2硫盐掺杂量对夜光纤维光谱蓝移的影响079 
3.2.3纺丝温度对夜光纤维光谱蓝移的影响081 
3.2.4激发波长对夜光纤维光谱蓝移的影响084 
3.3光谱蓝移纤维的发光机制087 
3.3.1夜光纤维的能量传递机理分析087 
3.3.2夜光纤维的发光过程分析090 
参考文献094 

第4章夜光纤维光谱颜色的模拟计算097 
4.1模拟计算原理099 
4.2硫盐掺杂夜光纤维的制备102 
4.2.1SrAl2O4∶Eu2 ，Dy3 发光材料的制备102 
4.2.2掺杂三芳基硫六氟锑酸盐夜光纤维的制备103 
4.3夜光纤维光谱颜色的验证与分析103 
4.3.1性能测试103 
4.3.2验证分析104 
4.3.3测试结果与模拟计算的验证对比分析108 
参考文献110 

第5章夜光纤维的应用113 
5.1刺绣商标用夜光纤维的光效对比分析114 
5.1.1夜光刺绣商标的纤维特性114 
5.1.2夜光刺绣商标的绣制方法115 
5.1.3夜光刺绣商标的测试条件118 
5.1.4纤维颜色对夜光刺绣商标光效的影响118 
5.1.5刺绣商标用纤维的光效对比分析121 
5.2夜光纤维机绣织物的余辉亮度分析124 
5.2.1彩色夜光绣线的制备125 
5.2.2彩色绣线对织物余辉亮度的影响126 
5.2.3制版规格对织物余辉亮度的影响127 
5.2.4响应曲面法建立夜光机绣织物余辉亮度模型132 
参考文献139

本书基于稀土材料在夜光纤维制备领域的新研究进展，系统概述了夜光纤维和蓝移材料的基本概念、发光机理及发展现状，阐明了掺杂硫鎓盐类蓝移材料的夜光纤维的制备方法及其性能，系统分析了纤维光谱蓝移的影响因素及纤维内部的能量传递机理，介绍了夜光纤维在服装配饰、机绣织物等纺织领域的应用。具有新颖性、原创性及较高的学术水平、实用价值，为稀土夜光纤维的应用和推广提供了更充分的理论和实践基础，为稀土夜光纤维光色应用的多样化提供理论依据，促进其产业快速发展。