【集萃網(wǎng)觀察】摘要：夜光涂層織物是一種新型功能性織物，采用余輝亮度測試儀測試涂層的余輝性能，分析不同發(fā)光材料的添加量及不同激發(fā)時間對涂層發(fā)光性能的影響，比較了涂層摩擦及水洗前后發(fā)光性能的變化。結(jié)果表明，隨發(fā)光材料添加量的增加，涂層受光激發(fā)后的初始發(fā)光亮度增大，余輝時間達到10h以上；當發(fā)光材料添加量增加到30%時，涂層余輝初始發(fā)光亮度達到1.298cd/m；涂層織物耐水洗性能優(yōu)于耐摩擦性能。
前言 夜光涂層織物主要以滌綸、錦綸為基材，通過添加一定量的發(fā)光材料及其它印染助劑，以吸收一定的可見光，從而使織物可以在完全黑暗的情況下持續(xù)發(fā)光10h以上。該涂層織物白天顏色艷麗、圖案豐富，在黑暗處則能釋放出黃綠色的光，廣泛應用于國防工業(yè)、建筑裝潢、交通運輸、夜間作業(yè)、13常生活及娛樂服裝等領域，具有良好的市場前景。目前已用夜光涂層材料開發(fā)了部分產(chǎn)品，如毛絨玩具、觀賞畫、面料等。 發(fā)光性能是夜光涂層織物的主要特點，但目前這方面的研究很少，所提供的理論與試驗依據(jù)也很欠缺。本項目主要研究發(fā)光材料加人量及激發(fā)時間對涂層發(fā)光性能的影響，以及涂層產(chǎn)品經(jīng)摩擦和水洗處理后發(fā)光亮度的變化，為夜光涂層織物的進一步發(fā)展提供依據(jù)。 1試驗部分 1.1樣品準備 選用滌綸磨毛織物作基布，發(fā)光材料選用SrAL2O4：En2+，Dy3+（稀土離子激發(fā)的鋁酸鹽余輝材料，主要發(fā)黃綠光）。在涂層漿料中分別添加10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%（相對漿料總質(zhì)量）的發(fā)光材料，涂層漿料經(jīng)刮涂烘干[（160±5）℃烘5min]制得夜光涂層織物樣品7塊，并將試樣剪成2cmx2cm，測試其發(fā)光性能。 1.2涂層余輝性能測試 采用PR.305熒光余輝亮度測試儀測試涂層的余輝性能，設置激發(fā)照度1000lx。由于夜光涂層對光照十分敏感，在測試過程中不能受其它光線影響，因此，試驗必須在夜間或在比較暗的情況下進行。 2結(jié)果與討論 2.1發(fā)光材料添加量對涂層發(fā)光性能的影響 按1.1節(jié)方法，制備了發(fā)光材料添加量分別為lO%、l5%、20%、25%、30%、35%和4O%的涂層織物，在激發(fā)時間15min條件下測試，結(jié)果見表1。 由表1可知，添加10%發(fā)光材料的余輝初始亮度最低，只有0.3265cd/m。隨著發(fā)光材料用量的增多，余輝初始亮度也增加，且余輝衰減過程中相同時間對應的亮度也越大，相對余輝時間較長，涂層發(fā)光性能好。當發(fā)光材料加入量增加到30%時，余輝初始亮度達到1.298ed/m。繼續(xù)增加發(fā)光材料，余輝初始亮度變化不大。分析其原因是，SrAL2O4：En2+，Dy3+發(fā)光材料包含的原子具有豐富的電子能級，當發(fā)光材料接受光照時，發(fā)光材料的晶格開始活躍，Eu¨離子4f軌道中的電子紛紛吸收能量，并向較高能級躍遷。躍遷到高能級的電子，部分因能量不平衡又躍遷回基態(tài)，釋放出吸收的能量，產(chǎn)生即時發(fā)光;而另一部分則通過弛豫作用，把能量儲存到材料特有的缺陷能級。由于稀土發(fā)光材料具有大量合適深度的缺陷能級，當其離開激發(fā)光源后，在晶格振動而產(chǎn)生的熱擾動下，被缺陷能級俘獲的電子緩慢釋放出來，形成了材料的長余輝特性。因此，發(fā)光材料的缺陷能級對材料的持續(xù)發(fā)光起到了決定性的作用。當添加的發(fā)光材料較少時，1000lx的激發(fā)照度和15min的激發(fā)時間能使夜光涂層中較淺和較深的缺陷能級所能捕獲的電子數(shù)都達到飽和，發(fā)光材料的發(fā)光性能得到很好的體現(xiàn)。但是由于發(fā)光材料添加量較少，受光激發(fā)的電子很少，所以余輝初始亮度較小，余輝時間較短，涂層發(fā)光性能相對較差。隨發(fā)光材料的增加，相同面積與織物結(jié)合粘附在織物表面的發(fā)光材料量多，受到光激發(fā)的電子越多，電子吸收能量并向高能級躍遷，因能量不平衡躍遷回基態(tài)的電子比較多，釋放的能量較多。所測得余輝初始亮度較大，余輝時間也更長，涂層發(fā)光性能較好。當發(fā)光材料增加到30%時，1000lx的激發(fā)照度和15min的激發(fā)時間能使電子激發(fā)的數(shù)量幾乎達到最大值，余輝初始亮度也基本達到最大。而提高添加量由于沒有足夠的光能，被激發(fā)的電子很難維持其激發(fā)狀態(tài)，在基態(tài)和激發(fā)態(tài)之間來回往返，而且被激發(fā)電子儲存到缺陷能級中的速度緩慢且效率低下，余輝達不到應有的發(fā)光效果。因此，在實際生產(chǎn)中，發(fā)光材料添加的量應根據(jù)需要而定。 2.2激發(fā)時間對涂層發(fā)光性能的影響 取發(fā)光材料添加量為35%和40%的試樣，分別激發(fā)15min和20min，研究激發(fā)時間對涂層發(fā)光性能的影響，結(jié)果見圖1。 由圖1可知，同一涂層激發(fā)20min的余輝初始亮度比激發(fā)15min的大。這也證實了以上結(jié)論：當有足夠的光能激發(fā)，稀土發(fā)光材料添加量為35%和40%的涂層織物，被激發(fā)的電子有足夠的能量維持其激發(fā)狀態(tài)，并且儲存到缺陷能級中的速度較快且效率較高，所以余輝初始亮度比較大，余輝時間也較長，涂層發(fā)光性能更佳。 隨著余輝時間的延長，激發(fā)態(tài)向基態(tài)躍遷的電子越來越少，釋放的能量越來越少，亮度逐漸下降。 2.3水洗對涂層發(fā)光性能的影響 取5塊發(fā)光材料含量為10%一30%的涂層織物，分別進行皂洗、水洗、烘干。再將樣品置于黑暗處10h以上，測試涂層的余輝性能。激發(fā)時間15min。 由圖1可知，同一涂層激發(fā)20min的余輝初始亮度比激發(fā)15min的大。這也證實了以上結(jié)論：當有足夠的光能激發(fā)，稀土發(fā)光材料添加量為35%和40%的涂層織物，被激發(fā)的電子有足夠的能量維持其激發(fā)狀態(tài)，并且儲存到缺陷能級中的速度較快且效率較高，所以余輝初始亮度比較大，余輝時間也較長，涂層發(fā)光性能更佳。 隨著余輝時間的延長，激發(fā)態(tài)向基態(tài)躍遷的電子越來越少，釋放的能量越來越少，亮度逐漸下降。 2.3水洗對涂層發(fā)光性能的影響 取5塊發(fā)光材料含量為10%一30%的涂層織物，分別進行皂洗、水洗、烘干。再將樣品置于黑暗處10h以上，測試涂層的余輝性能。激發(fā)時間15min。 從圖3可以發(fā)現(xiàn)，織物經(jīng)摩擦后余輝亮度變化趨勢與水洗后相似，但差于水洗。這是因為涂層經(jīng)過干摩擦處理后，發(fā)光材料會不同程度地從織物上脫落，因而其發(fā)光性能較差。 3結(jié)論 �。�1）夜光涂層余輝初始發(fā)光亮度隨發(fā)光材料添加量的增加而增大，但增加到一定程度，在相同的激發(fā)條件下，亮度趨于平緩。 （2）涂層在相同激發(fā)照度、不同激發(fā)時間條件下，激發(fā)時間長的涂層余輝初始亮度大，因為激發(fā)時間長所提供的光能較多，激發(fā)的電子能維持其激發(fā)狀態(tài)，且儲存到缺陷能級的速率和效率較高。 �。�3）水洗對涂層的發(fā)光性能影響較小。 來源: 朱亞楠，吳敏，葛明橋，李衛(wèi)珍
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