一种可拉伸和按压发光的多轴柔性发光纤维的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种可拉伸和按压发光的多轴柔性发光纤维的制备方法，包括以下步骤：ZnS:Cu粉末和无水乙醇湿磨后烘干；聚二甲基硅氧烷(PDMS)主剂和助剂按比例混合为纤维基体液；将纤维基体液固化得到PDMS纤维，将固化PDMS纤维再次浸渍并粘附聚甲基丙烯酸甲酯颗粒得芯层纤维；在纤维基体液中加入异丙醇，ZnS:Cu粉末以及Al2O3粉末，配置成按压发光层溶液，浸渍固化获得能够在按压时激发出绿光的纤维A；在纤维基体液中加入前处理后的ZnS:Cu粉末以及聚四氟乙烯粉末，配置成拉伸发光层溶液，再将纤维A浸渍到拉伸发光层溶液中，固化后获得能够拉伸发光且能够按压发光的多轴柔性发光纤维，本发明专利技术与现有的其他机械力发光的纤维相比较可以实现双向协同的发光。维相比较可以实现双向协同的发光。维相比较可以实现双向协同的发光。

【技术实现步骤摘要】
一种可拉伸和按压发光的多轴柔性发光纤维的制备方法


[0001]本专利技术涉及机械应力发光纤维领域，尤其涉及一种可拉伸和按压发光的多轴柔性发光纤维的制备方法。

技术介绍

[0002]将机械能转化为光发射的方法在显示器和应力传感器的制备和应用很有前途，传统的应变诱导发光，也被称为机械发光(ML)，是实现这种能量转换的最常见的方法，然而，这种机制有几个局限性，影响了其实际应用：首先，高强度的ML材料通常是无机材料，如石英，稀土离子掺杂铝酸盐和硫化锌掺杂金属粒子，为了产生ML，材料本身的大杨氏模量导致在几MPa尺度上的高阈值压力；其次，ML通常伴随着材料损伤和发光强度的衰减，这影响了ML的重现性，但因为机械力发光作用于人体中可以提供实时个人交流并且方便携带，从这个意义上说，能够感知和响应环境变化的ML纤维，正在吸引人们的注意，因为发光纺织品是首选的高能见度设备的个人安全和有吸引力的信号，是相互识别或新的通信形式。然而，目前市面上大多数发光纺织品，包括可穿戴的光纤和光纤形状的发光器件，数量较少且大多都依赖电力供应其发光。现在被制造出来的发光器件薄膜类的功能性相较于纤维类更为丰富，但薄膜类发光器件作用于织物上服帖性和美观性都较差。
[0003]专利文件CN108093535B中，通过将发光粉与弹性体混合，可得到具有拉伸性能的发光活性层，但是其掺杂硫化锌的电致发光粉采用交流激发，增加了电源导线元件，降低了舒适性。专利文件CN110592711A中，利用聚集诱导发光(AIE)材料制备发光纤维，能够直接编织，具有高弹性但是其过于柔软，无法提供没有同时提供按压发光的功能。
[0004]综上，当下机械力发光的纤维中，柔软纤维在拉伸的同时很难实现按压的发光，而硬性纤维在按压时又不能实现拉伸的发光，在此基础上，研发出具有多效协同作用的多功能ML纤维，对于人体信号监测，未来显示屏和传感器件的发展有极大的潜力。

技术实现思路

[0005]本专利技术克服了现有技术的不足，提供一种可拉伸和按压发光的多轴柔性发光纤维的制备方法。
[0006]为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案为：一种可拉伸和按压发光的多轴柔性发光纤维的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：粉末前处理：将ZnS:Cu粉末和无水乙醇湿磨后烘干；S2：将聚二甲基硅氧烷(PDMS)主剂和助剂按比例混合，配置纤维基体液；S3：将纤维基体液固化得到PDMS纤维，将固化PDMS纤维再次浸渍纤维基体液，并粘附聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)颗粒，固化得芯层纤维；S4：在纤维基体液中加入异丙醇，前处理后的ZnS:Cu粉末以及Al2O3粉末，配置成按压发光层溶液，将芯层纤维浸渍后捞出固化，获得能够在按压时激发出绿光的纤维A；S5：在纤维基体液中加入前处理后的ZnS:Cu粉末以及聚四氟乙烯(PTFE)粉末，配置成拉伸发光层溶液，再将纤维A浸渍到拉伸发光层溶液中，捞出固化后获得能够拉伸发光且能够按压发光的多轴柔性发光纤维。
[0007]本专利技术一个较佳实施例中，步骤S1中，采用的ZnS:Cu粉末的粒径大小为20
‑
35μm。
[0008]本专利技术一个较佳实施例中，步骤S2中，PDMS主剂与助剂的比例为10:1。
[0009]本专利技术一个较佳实施例中，步骤S2中，混合处理条件为：在常温条件下，将主剂与助剂剧烈搅拌30min，使其充分混合均匀，静置消泡备用。
[0010]本专利技术一个较佳实施例中，步骤S3中，PMMA颗粒的尺寸100
‑
500μm。
[0011]本专利技术一个较佳实施例中，步骤S3中，处理条件为：将无泡的PDMS溶液注入模具中，烘干得到PDMS纤维，并再次浸入纤维基体液中，捞出烘干至不流动微凝固状态后，表面均匀的附着上PMMA颗粒，固化得到芯层纤维。
[0012]本专利技术一个较佳实施例中，步骤S4中,异丙醇的含量为20wt％
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70wt％，ZnS:Cu粉末的含量为50wt％
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90wt％，Al2O3粉末的含量为1wt％
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9wt％。
[0013]本专利技术一个较佳实施例中，步骤S4中，处理条件为：纤维基体液中加入20wt％
‑
70wt％的异丙醇，并在常温条件下剧烈搅拌使其充分混合均匀，再将前处理后ZnS:Cu粉末按50wt％
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90wt％的含量和1wt％
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9wt％的Al2O3粉末加入混合溶液中，并在常温条件下剧烈搅拌使其充分混合均匀，得到压光层浸渍溶液。
[0014]本专利技术一个较佳实施例中，步骤S5中，ZnS:Cu粉末的含量为50wt％
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90wt％，PTFE粉末的含量为10wt％
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30wt％。
[0015]本专利技术解决了
技术介绍
中存在的缺陷，本专利技术具备以下有益效果：
[0016](1)本专利技术使用PDMS作为纤维基体，溶液配置简单，且纤维制备时浸渍工艺操作简单，参数易于控制，能够实现连续化生产。
[0017](2)本专利技术提供的纤维与现有的其他机械力发光的纤维相比较，能够实现双向协同的发光，且具有疏水性能，ZnS:Cu粉末在空气中易吸湿团聚，影响其发光性能，而PDMS具有疏水性可以保护该纤维发光性能稳定并长久，此外，本专利技术提供的纤维力学性能良好且发光性能稳定。
附图说明
[0018]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图；
[0019]图1为本专利技术实施例一的SEM图和发光实物图；
[0020]图2为本专利技术实施例二的不同Al2O3添加含量的发光强度实物对比图；
[0021]图3为本专利技术实施例三的添加不同ZnS:Cu颗粒尺寸的发光强度实物对比图；
[0022]图4为本专利技术实施例四的不同PTFE添加含量的发光强度实物对比图；图5是本专利技术优选实施例的制备流程示意图。
具体实施方式
[0023]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，本专利技术的描述中，“实施例”、“一个实施例”或“其他实施例”的提及表示结合实施例说明的特定特征或特性包括在至少一些实施例中，但不必是全部实施例。基于本专利技术中
的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0024]一种可拉伸和按压发光的多轴柔性发光纤维的制备方法，包括以下步骤：
[0025]S1：ZnS:Cu粉末的前处理：将颗粒尺寸为20μm
‑
35μm的ZnS:Cu粉末和一定量的无水乙醇在研钵中湿磨后，将其放入烘箱中烘干备用。
[0026]一优选实施例中，处理条件为：ZnS:Cu粉末粉末的颗粒尺寸为25本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可拉伸和按压发光的多轴柔性发光纤维的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：粉末前处理：将ZnS:Cu粉末和无水乙醇湿磨后烘干；S2：将聚二甲基硅氧烷(PDMS)主剂和助剂按比例混合，配置纤维基体液；S3：将纤维基体液固化得到PDMS纤维，将固化PDMS纤维再次浸渍纤维基体液，并粘附聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)颗粒，固化得芯层纤维；S4：在纤维基体液中加入异丙醇，前处理后的ZnS:Cu粉末以及Al2O3粉末，配置成按压发光层溶液，将芯层纤维浸渍后捞出固化，获得能够在按压时激发出绿光的纤维A；S5：在纤维基体液中加入前处理后的ZnS:Cu粉末以及聚四氟乙烯(PTFE)粉末，配置成拉伸发光层溶液，再将纤维A浸渍到拉伸发光层溶液中，捞出固化后获得能够拉伸发光且能够按压发光的多轴柔性发光纤维。2.根据权利要求1所述的一种可拉伸和按压发光的多轴柔性发光纤维的制备方法，其特征在于：步骤S1中，采用的ZnS:Cu粉末的粒径大小为20
‑
35μm。3.根据权利要求1所述的一种可拉伸和按压发光的多轴柔性发光纤维的制备方法，其特征在于：步骤S2中，PDMS主剂与助剂的比例为10:1。4.根据权利要求1所述的一种可拉伸和按压发光的多轴柔性发光纤维的制备方法，其特征在于：步骤S2中，混合处理条件为：在常温条件下，将主剂与助剂剧烈搅拌30min，使其充分混合均匀，静置消泡备用。5.根据权利要求1所述的一种可拉伸和按压发光的多轴柔性发光纤维的制备方法，其特征在于：步骤S3中，PMMA颗粒的尺寸100...

【专利技术属性】
技术研发人员：樊威，刘金霖，刘泱，尹修阳，王峰，杨金，
申请(专利权)人：西安工程大学，
类型：发明
国别省市：