含稀土光學(xué)纖維復(fù)合材料的合成與性能研究.pdf

1、稀土高分子發(fā)光材料由于兼具稀土離子發(fā)光強(qiáng)度高、色純度高和高分子材料優(yōu)良的加工成型性能等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛研究，因此通過稀土與功能粒子的復(fù)合，特別是共聚后可以制備性能優(yōu)異有使用價值的發(fā)光高分子微球與纖維是近些年來國際研究的熱點(diǎn)。
　　 本文從完善稀土有機(jī)配合物熒光三基色為基礎(chǔ)和優(yōu)化稀土熒光高分子材料制備方法著手，制備具有實用價值的熒光高分子材料，制定了研究內(nèi)容如下：
　　 一、含稀土配合物的合成及性能研究
　　 以氧化鏑

2、(Dy2O3)為原料，分別以α-甲基丙烯酸、乙酰丙酮和苯甲酸為第一配體，1，10-菲啰啉為第二配體，以水為溶劑，采用共沉淀的方法制備了一系列鏑發(fā)光配合物；以同樣的方法制備以氧化銪(Eu2O3)為原料，以α-甲基丙烯酸為第一配體，1，10-菲啰啉為第二配體的含銪配合物，對比兩種稀土配合物的發(fā)光強(qiáng)度，選擇發(fā)光強(qiáng)度高為制備共聚物微球和纖維的原料。通過紅外吸收光譜(IR)、紫外吸收光譜(UV)和X-射線粉末衍射(XRD)確定了配合物的組成，通過

3、場發(fā)射掃描電鏡(FESEM)研究了配合物的形貌，通過同步熱分析儀(STA)研究配合物的熱性能，通過熒光光譜儀測試了配合物的熒光強(qiáng)度，并對比不同配體配合物的發(fā)光性能。
　　 二、含Eu3+熒光高分子微球的制備及性能研究
　　 采用分散聚合的方法，將具有聚合活性的熒光配合物Eu(MAA)3phen和甲基丙烯酸甲酯(MMA)共聚，制備出分子量較高，分布較窄和分散性很好的熒光微球，成功地將Eu3+引入到高分子材料中，制備了一系列

4、Eu3+含量不同的PMMA-co-Eu(MAA)3phen熒光微球。利用IR、UV、XRD、和TEM表征了配合物在共聚物中的存在形式，并用TEM表征微球的形貌和尺寸，通過同步熱分析(STA)測試共聚物熱性能，形成共聚物后最大降解溫度提高，熱穩(wěn)定性提高，利用熒光光譜測試了共聚物的熒光性能，研究熒光微球的熒光強(qiáng)度隨著配合物含量的增大而增大，在所做含量中未出現(xiàn)濃度猝滅現(xiàn)象。
　　 三、含Eu3+熒光高分子纖維的制備及性能研究
　

5、　 研究和探討靜電紡絲的最優(yōu)條件，并得到稀土共聚物的靜電紡絲工藝。采用N，N-二甲基甲酰胺和四氫呋喃混合溶劑作為紡絲溶劑，分別將稀土共聚物微球與稀土配合物與聚甲基丙烯酸甲酯共混物溶解，制備紡絲溶液，再通過靜電紡絲法制得了熒光纖維。利用IR表征共聚物組成；采用SEM分析纖維形態(tài)和形貌以及稀土配合物在纖維中的分散情況。運(yùn)用熒光分析儀測試了共混法和共聚法纖維的熒光性能，研究了共混法和共聚法熒光纖維的熒光強(qiáng)度與配合物含量變化之間的關(guān)系。

6、>　　 本文結(jié)果表明活性配合物通過共聚反應(yīng)而成鍵，稀土離子在共聚物中分布均勻；共聚物微球具有稀土離子的特征熒光發(fā)射，且隨著共聚物中Eu3+含量的增加，共聚物的熒光強(qiáng)度逐漸增加，在實驗所做配合物含量范圍內(nèi)未出現(xiàn)“濃度猝滅”現(xiàn)象；共混熒光纖維在含量高于12％后，表面有顆粒、不光滑，說明配合物與PMMA相容性較差。共混物紡絲的最佳配合物含量為12％。含量再增高時，纖維斷裂較多，不宜進(jìn)行紡絲，且共混物熒光纖維在稀土配合物含量為12％左右時共混