CN111893595A - 一种兼具荧光和阻燃功能的聚酯纤维及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种兼具荧光和阻燃功能的聚酯纤维及其制备方法，该方法是先将荧光阻燃微球和PET树脂粉末加入高速混合器中混合并通过熔融挤出制得功能母粒，再以功能母粒与PET切片的混合物为原料进行熔融共混纺丝制得荧光阻燃聚酯纤维，所述聚丙烯酸微球是由以1,7‑乙烯基‑苝酰亚胺衍生物(湾位(1,7位)带有乙烯基团的取代基且酰亚胺位带有大体积取代基的苝酰亚胺)作为交联剂制得的；所述荧光阻燃聚酯纤维的荧光量子产率为60～80％，在440～460nm波长的激发下，产生630～645nm的1,7‑乙烯基‑苝酰亚胺衍生物的特征荧光发射峰；阻燃性能为：极限氧指数LOI值为30～35，垂直燃烧等级为UL94 V‑0级。
Description
技术领域
本发明属于聚酯纤维技术领域，涉及一种兼具荧光和阻燃功能的聚酯纤维及其制备方法。
背景技术
聚酯纤维具有强度高、弹性好、抗皱性强、耐磨性佳以及优异的耐热性等特点。因此，无论在民用和工业上，都是一种较为理想的纺织材料。聚酯纤维目前是合成纤维中产量最大、用途最广的品种，由于其良好的机械性能和拉伸性能，被广泛的应用在服饰、产业、嘉通运输和装饰材料等领域。但是，随着其应用领域的扩大，在某些特殊领域的使用场合，比如军事、航空、交通运输、娱乐场所和医院等的装饰材料和消防设施等，则需要达到一定的阻燃和服装可视性要求。石油、矿业、消防救援等领域为了便于在恶劣环境中第一时间被发现也需要高可视性织物，由于这些行业的从业人员还容易受到易燃易爆危险品的威胁，应用在这些领域的织物还应充分考虑其阻燃等防护性能。
目前世界各地都在竞相开发PET阻燃制品，但现有的阻燃PET在实际应用中往往存在以下问题：有些阻燃PET在燃烧时会产生浓烟及有毒有害气体。有些阻燃PET虽然有优良的阻燃、抑烟功能，但是材料本身力学性能下降太多，成纤困难，难以满足实际使用要求。
荧光纤维制成的面料，称为高可视警示面料，主要用于高可视性警示服上。随着社会的发展，交通事故成为当今社会最常见的危害之一，有效地开展预防和减少交通事故的工作成为当今社会面临的一项紧迫任务。据统计，在导致死亡的交通事故中有40％发生在夜间，这是由于驾驶员90％的驾驶信息是通过视觉获得的。因此，对于一些特殊的工作环境，工人面对的危险呈现复杂多样化的趋势，特别是消防、交警和飞机场跑道工作人员等特种作业人员的工作环境往往为夜晚漆黑、寒冷或者风雪等，工人需要穿高可视的服装。同时在这种环境中工人也需要防止火和热的伤害，因此所需要的防护面料应该同时具有高可视、耐高温、阻燃、等多种功能。
专利CN109208114A涉及一种阻燃抗菌PET纤维及其切片纺制备方法，将PET切片与金属改性超支化聚合物熔融共混制备功能母粒，再将功能母粒与PET切片混合均匀后熔融纺丝制得阻燃抗菌PET纤维。制得的产品中均匀分散有金属改性超支化聚合物，金属改性超支化聚合物为端基含羧基的超支化聚合物与金属离子交联形成的网络聚合物，其具有不溶不熔的特性，在80C以下不溶于大多数有机溶剂，在室温至T(T≥370℃)范围内不熔融；交联是通过端基含羧基的超支化聚合物分子内部的双键上的氧原子与金属离子通过配位键连接同时端基含羧基的超支化聚合物分子末端的酸根离子与金属离子通过离子键连接实现的。金属改性超支化聚合物的含量进一步增大虽然会进一步提升纤维的极限氧指数，但提升幅度有限，性价比不佳；金属改性超支化聚合物的含量过小，难以保证纤维的极限氧指数。专利CN108754670A提供一种荧光阻燃纤维及其制备方法，所述纤维包括皮层与芯层，所述皮层为荧光色母粒与阻燃聚酯的组合物，所述芯层为阻燃聚酯。所述纤维将荧光材料与阻燃材料相结合，可以形成永久性的荧光与阻燃纤维，进而提高可视性阻燃警示服装的耐用性。双挤出机纺丝即采用两套挤出设备，一套挤出设备负责生产皮层，另外一套挤出设备负责生产芯层，该纤维是通过皮芯纺丝工艺生产，制备方法较为复杂，设备要求高。
发明内容
为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供一种兼具荧光和阻燃功能的聚酯纤维及其制备方法。
本发明的目的之一是提供一种兼具荧光和阻燃功能的聚酯纤维，由熔融共混纺丝制得的荧光阻燃聚酯纤维，即兼具荧光和阻燃功能的聚酯纤维；所述荧光阻燃聚酯纤维中，分散有由聚丙烯酸微球制成的荧光阻燃微球；
本发明的目的之二是提供一种兼具荧光和阻燃功能的聚酯纤维的制备方法是先将荧光阻燃微球和PET树脂粉末加入高速混合器中混合并通过熔融挤出制得功能母粒，再以功能母粒与PET切片的混合物为原料进行熔融共混纺丝制得荧光阻燃聚酯纤维，即兼具荧光和阻燃功能的聚酯纤维。
为达到上述目的，本发明采用的方案如下：
一种兼具荧光和阻燃功能的聚酯纤维，主要由聚酯基体以及分散在其中的荧光阻燃微球组成；
所述荧光阻燃微球为负载二水醋酸锌和[(6-氧(6H)-二苯并-(c,e)(1,2)-氧磷杂己环-6-酮)甲基]-丁二酸(DDP)的聚丙烯酸微球；
所述聚丙烯酸微球是由以1,7-乙烯基-苝酰亚胺衍生物作为交联剂的聚丙烯酸微球；
所述1,7-乙烯基-苝酰亚胺衍生物是指湾位(1,7位)带有乙烯基团的取代基且酰亚胺位带有大体积取代基的苝酰亚胺。
作为优选的技术方案：
如上所述的一种兼具荧光和阻燃功能的聚酯纤维，所述的大体积取代基为倍半笼形硅氧烷或带有侧链的长烷基链；
所述倍半笼形硅氧烷是
R为异丁基或异辛基；
所述带有侧链的长烷基链是
其中
表示该化学键链接位置为酰亚胺结构中的N原子；
所述乙烯基团的取代基是指端基带有乙烯基团的烷基链，所述烷基链为小于六个碳的烷基链。
如上所述的一种兼具荧光和阻燃功能的聚酯纤维，所述聚丙烯酸微球中，1,7-乙烯基-苝酰亚胺衍生物与丙烯酸结构单元的摩尔比为14～21.5:125，1,7-乙烯基-苝酰亚胺衍生物添加量太小会使得微球颜色过浅，颜色不明显，过大可纺性变差。
如上所述的一种兼具荧光和阻燃功能的聚酯纤维，所述聚丙烯酸微球的荧光量子产率为95～99％，在440～460nm波长的激发下，产生630～645nm的1,7-乙烯基-苝酰亚胺衍生物的特征荧光发射峰，颜色为橙黄色；聚丙烯酸微球的平均直径为150～300nm，平均孔径为10～30nm，孔隙率为35～55％；表面粗糙多孔，褶皱度较高，比表面积大，裸露出可反应羧基多；荧光阻燃微球中的含磷量为3.75～25wt％，含锌量为1.25～15wt％。
如上所述的一种兼具荧光和阻燃功能的聚酯纤维，所述荧光阻燃聚酯纤维的纤度为3.2～4dtex，断裂强度为3～4.5cN/dtex，断裂伸长率为13.2～17.4％；荧光量子产率为60～80％，在440～460nm波长的激发下，产生630～645nm的1,7-乙烯基-苝酰亚胺衍生物的特征荧光发射峰，颜色为橙黄色；阻燃性能为：极限氧指数LOI值为30～35，垂直燃烧等级为UL94 V-0级。
极限氧指数LOI值的测试方法为：参照GB/T5454—1997，试样尺寸为150mm×58mm，经纬各15块，将试样夹于试样夹上垂直于燃烧筒内，在向上流动的氧氮气流中，点燃试样上端，观察其燃烧特性，并与规定的极限值比较其续燃时间或损毁长度，评定其极限氧指数值。试样测试前经调湿处理。
垂直燃烧等级的测试方法为：参照GB/T5455—1997，试样尺寸为300mm×80mm，经纬各5块，置于规定的燃烧器下点燃，在规定的燃烧箱里用规定的火源点燃12s，除去火源后测定试样的续燃时间和阴燃时间。阴燃停止后,按规定方法测定损毁长度，评定其垂直燃烧等级。试样测试前经调湿处理。
如上所述的一种兼具荧光和阻燃功能的聚酯纤维的制备方法，先将荧光阻燃微球和PET树脂粉末加入高速混合器中混合并通过熔融挤出制得功能母粒，再以功能母粒与PET切片的混合物为原料进行熔融共混纺丝制得荧光阻燃聚酯纤维，即兼具荧光和阻燃功能的聚酯纤维；
所述荧光阻燃微球的制备方法为：
(1)将乳化剂和去离子水在温度T1下混合形成体系I；
(2)先将丙烯酸甲酯和1,7-乙烯基-苝酰亚胺衍生物溶于有机溶剂中，再加入到体系I中在温度T2下混合得到体系II；
(3)先将体系II搅拌一定时间后，在体系II中加入过硫酸钾引发聚合得到聚丙烯酸酯分散液；再将聚丙烯酸酯分散液冷却至室温(23±2℃)后过滤、水洗和烘干得到聚丙烯酸酯微球；
(4)将聚丙烯酸酯微球与氢氧化钠乙醇溶液混合，并加热回流后冷却、过滤和干燥(干燥前，用水洗涤数次后，用稀盐酸洗涤一次，再用水洗涤数次)得到聚丙烯酸微球(固体粉末)；
(5)将聚丙烯酸微球分散在有机溶剂中，制得悬浮液；
(6)在悬浮液中加入二水醋酸锌和DDP([(6-氧代-6H-二苯并[c,e][1,2]氧磷杂己环-6-基)甲基]丁二酸)，在室温(23±2℃)条件下在搅拌条件下(搅拌为机械搅拌或者磁力搅拌，搅拌速率为200～500rpm，搅拌时间为0.5～1h，同时进行超声振荡，功率为600～1200W)溶解均匀，一定速率滴加去离子水，析出白色沉淀，得到混合液；
(7)对混合液进行过滤、洗涤(先用大量的去离子水冲洗，再用无水乙醇置换其中的水洗涤)和干燥得到荧光阻燃微球。
如上所述的一种兼具荧光和阻燃功能的聚酯纤维的制备方法，所述功能母粒中荧光阻燃微球和PET树脂粉末的质量比为1:1.85～5.25；熔融共混纺丝时，功能母粒与PET切片的质量比为1:11.5～13.3。
如上所述的一种兼具荧光和阻燃功能的聚酯纤维的制备方法，所述熔融挤出的温度为220～250℃，压力为4～6MPa；熔融共混纺丝工艺为：纺丝温度为270～295℃；侧吹风温度为28～30℃，侧吹风风速为0.3～0.5m/s；卷绕纺丝速度为3500～4000m/min；牵伸倍率为3.0～4.0；
所述PET切片的特性粘度为0.6～0.9dl/g；
所述高速混合器的混合时间为30～40min；在高速混合器的混合前，还对荧光阻燃微球和PET进行干燥处理，干燥的温度为60～80℃，时间为30～40min。
如上所述的一种兼具荧光和阻燃功能的聚酯纤维的制备方法，所述乳化剂为月桂酸钾、十二烷基硫酸钠或者丁二酸二辛酯磺酸钠；所述有机溶剂为甲苯或者二甲苯。
如上所述的一种兼具荧光和阻燃功能的聚酯纤维的制备方法，步骤(1)中，T1为35～55℃，混合时间为3～8min；
步骤(2)的体系II中，乳化剂的含量为0.4～0.7wt％，丙烯酸甲酯的含量为4～6wt％，1,7-乙烯基-苝酰亚胺衍生物的含量为9～15wt％，有机溶剂的含量为6～10wt％；T2为75～95℃，搅拌速率为300～500r/min，搅拌时间为15～35min；
步骤(3)中过硫酸钾的加入量为聚丙烯酸酯分散液的1～5wt％；聚合时间为4～8h，聚合温度为75～95℃；烘干温度为90～140℃；
步骤(4)中的氢氧化钠乙醇溶液的浓度为1～2mol/L，聚丙烯酸酯微球与氢氧化钠乙醇溶液的体积比为1:1～3；所述加热回流的时间为9～11h，干燥温度为90～110℃；
步骤(5)中，有机溶剂为DMF、氯仿或者丙酮，悬浮液中聚丙烯酸微球的质量分数为5～20％；
步骤(6)中，二水醋酸锌的加入量与聚丙烯酸微球的质量相同，聚丙烯酸微球与DDP的质量比为1:1～1.5；一定速率为0.5～1滴/s；
步骤(7)中，干燥在真空条件下进行的，真空度为-0.1MPa，干燥时间为8～12h，干燥温度为40℃。
本发明的原理如下：
1,7-乙烯基-苝酰亚胺衍生物具有荧光性能，带有大体积酰亚胺位取代基的1,7-乙烯基-苝酰亚胺衍生物可以使得1,7-乙烯基-苝酰亚胺衍生物在通过π-π相互作用聚集时有很大的位阻，并且在有溶剂的情况下更容易以单分子状态存在在体系中。最终可以使得1,7-乙烯基-苝酰亚胺衍生物作为一种交联剂以单分子的状态进入到聚丙烯酸酯微球中。1,7-乙烯基-苝酰亚胺衍生物同时也是荧光分子，由于通过π-π相互作用聚集时，1,7-乙烯基-苝酰亚胺衍生物会发生荧光猝灭，这会使得荧光量子产率下降，相关荧光性能下降。本发明通过使得1,7-乙烯基-苝酰亚胺衍生物以单分子状态进入体系，有效避免其聚集，避免发生荧光猝灭，保持1,7-乙烯基-苝酰亚胺衍生物良好的荧光性能；DDP是共聚型聚酯阻燃树脂的单体，通过共聚引入到PET分子链中可以有效地发挥阻燃作用，但会对PET的规整性、结晶性能、稳定性产生不良影响；
本发明采用以1,7-乙烯基-苝酰亚胺衍生物作为交联剂制备聚丙烯酸酯微球，且将聚丙烯酸酯微球水解为聚丙烯酸微球，使得聚丙烯酸微球具有多孔结构，比表面积大，裸露出可反应羧基多。然后通过将DDP负载在聚丙烯酸微球上制成荧光阻燃微球；DDP的负载机理是：Zn2+既可以与DDP分子中的羧基，又可以与聚丙烯酸微球上的羧基产生螯合作用，把DDP分子化学固着在微球中；同时，Zn2+也可以与多个DDP分子发生螯合作用，而使得DDP分子不溶并析出在微球中；DDP中P＝O和C＝O与Zn2+的配位作用也会增强相互作用；上述作用使荧光阻燃微球中的DDP、聚丙烯酸和二水醋酸锌固着在一起，由于聚丙烯酸微球中羧基与1,7-乙烯基-苝酰亚胺衍生物相距较远，微球中的羧酸基团参与螯合作用不会对荧光性能产生较大影响。使得微球拥有阻燃效果，在少添加量(用相对少的含磷量)情况下拥有高阻燃性能。本发明进一步地将荧光阻燃微球与聚酯共混造粒，并用熔融纺丝法纺制成兼具荧光和阻燃功能的聚酯纤维。
有益效果：
(1)本发明一种兼具荧光和阻燃功能的聚酯纤维，能够满足生活生产中对于兼具荧光和阻燃性能织物生产要求，能够保证在较低含磷量的情况下具有较好的阻燃性能；
(2)本发明的一种兼具荧光和阻燃功能的聚酯纤维的制备方法主要通过添加功能性微球制备兼具荧光和阻燃功能的聚酯纤维，无需对基体高分子结构进行改性，制备方法较为简单，设备要求低。
具体实施方式
下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
实施例1
一种1,7-乙烯基-苝酰亚胺衍生物的制备方法如下：
酰亚胺位大体积取代基接入方法：
在250mL三颈烧瓶中加入粗产物PTCDA-Br
(0.50g,0.91mmol)和1-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)15.00mL并将固体溶解后在25℃下搅拌1h。随后加入2-乙基己胺
(4.5mmol)，冰醋酸(16mL,140mmol)。在氮气保护下升温至85℃，继续反应7h。反应结束后，冷却至室温，然后向其中加入120.00mL甲醇，隔夜搅拌。抽滤，得到红色固体，真空干燥24h，85℃，柱层析后得到1,7-Br-PDI-X。
湾位双键取代基接入方法：
取1,7-Br-PDI-X(77.4mg,0.10mmol)于50mL茄形烧瓶中，加入HPLC级THF(20mL)并搅拌使其充分溶解，45℃加热，此时体系呈橙黄色。随后向体系中加入无水碳酸钾(55.4mg,0.40mmol)、18-冠-6-醚(105.73mg,0.40mmol)，并用移液枪移取
(0.50mmol)添加到体系中，整个反应过程中密切关注体系颜色变化并间隔15min进行一次TLC点板观察。
反应开始15min后体系变为橙红色，30min后体系变为鲜红色，45min后变为深红色，最后变为***，1h时TLC点板显示原料点消失，继续反应2h后停止反应。旋干溶剂后用三氯甲烷和水对产物进行萃取，用水移除体系中的无水碳酸钾、18-冠-6-醚以及未反应的3-丁烯-1-醇。分液漏斗中下层为有机相，上层为水相，有机相呈***，水相呈粉淡色。将萃取后的三氯甲烷溶液旋干，得到1,7-乙烯基-苝酰亚胺衍生物粗产物后柱层析得到产物1,7-乙烯基-苝酰亚胺衍生物。
实施例2
一种1,7-乙烯基-苝酰亚胺衍生物的制备方法如下：
酰亚胺位大体积取代基接入方法：
在250mL三颈烧瓶中加入粗产物PTCDA-Br
(0.50g,0.91mmol)和1-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)15.00mL并将固体溶解后在25℃下搅拌1h。随后加入
(4.5mmol)，R为异丁基，冰醋酸(16mL,140mmol)。在氮气保护下升温至85℃，继续反应7h。反应结束后，冷却至室温，然后向其中加入120.00mL甲醇，隔夜搅拌。抽滤，得到红色固体，真空干燥24h，85℃，柱层析后得到1,7-Br-PDI-X。
湾位双键取代基接入方法：
取1,7-Br-PDI-X(77.4mg,0.10mmol)于50mL茄形烧瓶中，加入HPLC级THF(20mL)并搅拌使其充分溶解，45℃加热，此时体系呈橙黄色。随后向体系中加入无水碳酸钾(55.4mg,0.40mmol)、18-冠-6-醚(105.73mg,0.40mmol)，并用移液枪移取
(0.50mmol)添加到体系中，整个反应过程中密切关注体系颜色变化并间隔15min进行一次TLC点板观察。
反应开始15min后体系变为橙红色，30min后体系变为鲜红色，45min后变为深红色，最后变为***，1h时TLC点板显示原料点消失，继续反应2h后停止反应。旋干溶剂后用三氯甲烷和水对产物进行萃取，用水移除体系中的无水碳酸钾、18-冠-6-醚以及未反应的3-丁烯-1-醇。分液漏斗中下层为有机相，上层为水相，有机相呈***，水相呈粉淡色。将萃取后的三氯甲烷溶液旋干，得到1,7-乙烯基-苝酰亚胺衍生物粗产物后柱层析得到产物1,7-乙烯基-苝酰亚胺衍生物。
实施例3
一种1,7-乙烯基-苝酰亚胺衍生物的制备方法如下：
酰亚胺位大体积取代基接入方法：
在250mL三颈烧瓶中加入粗产物PTCDA-Br
(0.50g,0.91mmol)和1-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)15.00mL并将固体溶解后在25℃下搅拌1h。随后加入2-乙基己胺
(4.5mmol)，冰醋酸(16mL,140mmol)。在氮气保护下升温至85℃，继续反应7h。反应结束后，冷却至室温，然后向其中加入120.00mL甲醇，隔夜搅拌。抽滤，得到红色固体，真空干燥24h，85℃，柱层析后得到1,7-Br-PDI-X。
湾位双键取代基接入方法：
取1,7-Br-PDI-X(77.4mg,0.10mmol)于50mL茄形烧瓶中，加入HPLC级THF(20mL)并搅拌使其充分溶解，45℃加热，此时体系呈橙黄色。随后向体系中加入无水碳酸钾(55.4mg,0.40mmol)、18-冠-6-醚(105.73mg,0.40mmol)，并用移液枪移取
(0.50mmol)添加到体系中，整个反应过程中密切关注体系颜色变化并间隔15min进行一次TLC点板观察。
反应开始15min后体系变为橙红色，30min后体系变为鲜红色，45min后变为深红色，最后变为***，1h时TLC点板显示原料点消失，继续反应2h后停止反应。旋干溶剂后用三氯甲烷和水对产物进行萃取，用水移除体系中的无水碳酸钾、18-冠-6-醚以及未反应的3-丁烯-1-醇。分液漏斗中下层为有机相，上层为水相，有机相呈***，水相呈粉淡色。将萃取后的三氯甲烷溶液旋干，得到1,7-乙烯基-苝酰亚胺衍生物粗产物后柱层析得到产物1,7-乙烯基-苝酰亚胺衍生物。
实施例4
一种1,7-乙烯基-苝酰亚胺衍生物的制备方法如下：
酰亚胺位大体积取代基接入方法：
在250mL三颈烧瓶中加入粗产物PTCDA-Br
(0.50g,0.91mmol)和1-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)15.00mL并将固体溶解后在25℃下搅拌1h。随后加入、
(4.5mmol)，冰醋酸(16mL,140mmol)。在氮气保护下升温至85℃，继续反应7h。反应结束后，冷却至室温，然后向其中加入120.00mL甲醇，隔夜搅拌。抽滤，得到红色固体，真空干燥24h，85℃，柱层析后得到1,7-Br-PDI-X。
湾位双键取代基接入方法：
取1,7-Br-PDI-X(77.4mg,0.10mmol)于50mL茄形烧瓶中，加入HPLC级THF(20mL)并搅拌使其充分溶解，45℃加热，此时体系呈橙黄色。随后向体系中加入无水碳酸钾(55.4mg,0.40mmol)、18-冠-6-醚(105.73mg,0.40mmol)，并用移液枪移取
(0.50mmol)添加到体系中，整个反应过程中密切关注体系颜色变化并间隔15min进行一次TLC点板观察。
反应开始15min后体系变为橙红色，30min后体系变为鲜红色，45min后变为深红色，最后变为***，1h时TLC点板显示原料点消失，继续反应2h后停止反应。旋干溶剂后用三氯甲烷和水对产物进行萃取，用水移除体系中的无水碳酸钾、18-冠-6-醚以及未反应的3-丁烯-1-醇。分液漏斗中下层为有机相，上层为水相，有机相呈***，水相呈粉淡色。将萃取后的三氯甲烷溶液旋干，得到1,7-乙烯基-苝酰亚胺衍生物粗产物后柱层析得到产物1,7-乙烯基-苝酰亚胺衍生物。
实施例5
一种1,7-乙烯基-苝酰亚胺衍生物的制备方法如下：
酰亚胺位大体积取代基接入方法：
在250mL三颈烧瓶中加入粗产物PTCDA-Br
(0.50g,0.91mmol)和1-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)15.00mL并将固体溶解后在25℃下搅拌1h。随后加入2-乙基己胺
(4.5mmol)，冰醋酸(16mL,140mmol)。在氮气保护下升温至85℃，继续反应7h。反应结束后，冷却至室温，然后向其中加入120.00mL甲醇，隔夜搅拌。抽滤，得到红色固体，真空干燥24h，85℃，柱层析后得到1,7-Br-PDI-X。
湾位双键取代基接入方法：
取1,7-Br-PDI-X(77.4mg,0.10mmol)于50mL茄形烧瓶中，加入HPLC级THF(20mL)并搅拌使其充分溶解，45℃加热，此时体系呈橙黄色。随后向体系中加入无水碳酸钾(55.4mg,0.40mmol)、18-冠-6-醚(105.73mg,0.40mmol)，并用移液枪移取
(0.50mmol)添加到体系中，整个反应过程中密切关注体系颜色变化并间隔15min进行一次TLC点板观察。
反应开始15min后体系变为橙红色，30min后体系变为鲜红色，45min后变为深红色，最后变为***，1h时TLC点板显示原料点消失，继续反应2h后停止反应。旋干溶剂后用三氯甲烷和水对产物进行萃取，用水移除体系中的无水碳酸钾、18-冠-6-醚以及未反应的3-丁烯-1-醇。分液漏斗中下层为有机相，上层为水相，有机相呈***，水相呈粉淡色。将萃取后的三氯甲烷溶液旋干，得到1,7-乙烯基-苝酰亚胺衍生物粗产物后柱层析得到产物1,7-乙烯基-苝酰亚胺衍生物。
实施例6
一种1,7-乙烯基-苝酰亚胺衍生物的制备方法如下：
酰亚胺位大体积取代基接入方法：
在250mL三颈烧瓶中加入粗产物PTCDA-Br
(0.50g，0.91mmol)和1-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)15.00mL并将固体溶解后在25℃下搅拌1h。随后加入
(4.5mmol)，R为异辛基，冰醋酸(16mL,140mmol)。在氮气保护下升温至85℃，继续反应7h。反应结束后，冷却至室温，然后向其中加入120.00mL甲醇，隔夜搅拌。抽滤，得到红色固体，真空干燥24h，85℃，柱层析后得到1,7-Br-PDI-X。
湾位双键取代基接入方法：
取1,7-Br-PDI-X(77.4mg,0.10mmol)于50mL茄形烧瓶中，加入HPLC级THF(20mL)并搅拌使其充分溶解，45℃加热，此时体系呈橙黄色。随后向体系中加入无水碳酸钾(55.4mg,0.40mmol)、18-冠-6-醚(105.73mg，0.40mmol)，并用移液枪移取
(0.50mmol)添加到体系中，整个反应过程中密切关注体系颜色变化并间隔15min进行一次TLC点板观察。
反应开始15min后体系变为橙红色，30min后体系变为鲜红色，45min后变为深红色，最后变为***，1h时TLC点板显示原料点消失，继续反应2h后停止反应。旋干溶剂后用三氯甲烷和水对产物进行萃取，用水移除体系中的无水碳酸钾、18-冠-6-醚以及未反应的3-丁烯-1-醇。分液漏斗中下层为有机相，上层为水相，有机相呈***，水相呈粉淡色。将萃取后的三氯甲烷溶液旋干，得到1,7-乙烯基-苝酰亚胺衍生物粗产物后柱层析得到产物1,7-乙烯基-苝酰亚胺衍生物。
实施例7
一种兼具荧光和阻燃功能的聚酯纤维的制备方法，步骤如下：
(1)制备荧光阻燃微球：
(1.1)将月桂酸钾和去离子水在温度T1(35℃)下混合形成体系I；
(1.2)先将丙烯酸甲酯和1,7-乙烯基-苝酰亚胺衍生物(由实施例1制得)溶于甲苯中，再加入到体系I中在温度T2(75℃)下混合得到体系II；体系II中，丙烯酸甲酯的含量为4wt％，1,7-乙烯基-苝酰亚胺衍生物的含量为13.6wt％，甲苯的含量为10wt％，月桂酸钾的含量为0.4wt％；
(1.3)先在体系II中加入过硫酸钾引发聚合得到聚丙烯酸酯分散液；再将聚丙烯酸酯分散液冷却至室温后过滤、水洗和烘干得到聚丙烯酸酯微球；其中，过硫酸钾的加入量为聚丙烯酸酯分散液的1wt％；聚合时间为4h，聚合温度为75℃；
(1.4)将聚丙烯酸酯微球与浓度为1mol/L的氢氧化钠乙醇溶液混合，并加热回流后冷却、过滤和干燥得到聚丙烯酸微球；其中，聚丙烯酸酯微球与氢氧化钠乙醇溶液的体积比为1:1；加热回流的时间为9h，干燥温度为90℃；
制得的聚丙烯酸微球是由以1,7-乙烯基-苝酰亚胺衍生物作为交联剂的聚丙烯酸微球，聚丙烯酸微球中，1,7-乙烯基-苝酰亚胺衍生物与丙烯酸结构单元的摩尔比为14:125；聚丙烯酸微球的平均直径为150nm，平均孔径为10nm，孔隙率为35％；聚丙烯酸微球的荧光量子产率为95％，在440～460nm波长的激发下，产生630～645nm的1,7-乙烯基-苝酰亚胺衍生物的特征荧光发射峰；
(1.5)将聚丙烯酸微球分散在DMF中，制得悬浮液；悬浮液中聚丙烯酸微球的质量分数为5％；
(1.6)在悬浮液中加入二水醋酸锌和DDP，在室温条件下溶解均匀，以0.2滴/s的速率滴加去离子水，得到混合液；其中，二水醋酸锌的加入量与聚丙烯酸微球的质量相同，聚丙烯酸微球与DDP的质量比为1:1，去离子水的加入量为聚丙烯酸微球体积的1倍；
(1.7)对混合液进行过滤、洗涤和干燥得到荧光阻燃微球；其中，干燥在真空条件下进行的，真空度为-0.1MPa，干燥时间为8h，干燥温度为40℃；
制得的荧光阻燃微球为负载二水醋酸锌和DDP的聚丙烯酸微球；
(2)制备功能母粒：
将荧光阻燃微球和PET树脂粉末加入高速混合器中混合并通过熔融挤出制得功能母粒；其中，功能母粒中荧光阻燃微球和PET树脂粉末的质量比为1:1.85，高速混合器的混合时间为30min，熔融挤出的温度为220℃，压力为4MPa；
(3)制备兼具荧光和阻燃功能的聚酯纤维：
以功能母粒与特性粘度为0.6dl/g的PET切片的混合物为原料进行熔融共混纺丝制得荧光阻燃聚酯纤维，即兼具荧光和阻燃功能的聚酯纤维；其中，功能母粒与PET切片的质量比为1:11.5；
熔融共混纺丝工艺为：纺丝温度为270℃；侧吹风温度为28℃，侧吹风风速为0.3m/s；卷绕纺丝速度为3500m/min；牵伸倍率为3.0。
最终制得的兼具荧光和阻燃功能的聚酯纤维的纤度为3.2dtex，断裂强度为3cN/dtex，断裂伸长率为17.4％；荧光量子产率为60％，在440～460nm波长的激发下，产生630～645nm的1,7-乙烯基-苝酰亚胺衍生物的特征荧光发射峰；阻燃性能为：极限氧指数LOI值为30，垂直燃烧等级为UL94 V-0级。
实施例8
一种兼具荧光和阻燃功能的聚酯纤维的制备方法，步骤如下：
(1)制备荧光阻燃微球：
(1.1)将月桂酸钾和去离子水在温度T1(48℃)下混合形成体系I；
(1.2)先将丙烯酸甲酯和1,7-乙烯基-苝酰亚胺衍生物(由实施例4制得)溶于二甲苯中，再加入到体系I中在温度T2(84℃)下混合得到体系II；体系II中，丙烯酸甲酯的含量为5wt％，1,7-乙烯基-苝酰亚胺衍生物的含量为14.6wt％，二甲苯的含量为9wt％，月桂酸钾的含量为0.4wt％；
(1.3)先在体系II中加入过硫酸钾引发聚合得到聚丙烯酸酯分散液；再将聚丙烯酸酯分散液冷却至室温后过滤、水洗和烘干得到聚丙烯酸酯微球；其中，过硫酸钾的加入量为聚丙烯酸酯分散液的2wt％；聚合时间为5h，聚合温度为76℃；
(1.4)将聚丙烯酸酯微球与浓度为2mol/L的氢氧化钠乙醇溶液混合，并加热回流后冷却、过滤和干燥得到聚丙烯酸微球；其中，聚丙烯酸酯微球与氢氧化钠乙醇溶液的体积比为1:3；加热回流的时间为11h，干燥温度为98℃；
制得的聚丙烯酸微球是由以1,7-乙烯基-苝酰亚胺衍生物作为交联剂的聚丙烯酸微球，聚丙烯酸微球中，1,7-乙烯基-苝酰亚胺衍生物与丙烯酸结构单元的摩尔比为16:125；聚丙烯酸微球的平均直径为207nm，平均孔径为27nm，孔隙率为50％；聚丙烯酸微球的荧光量子产率为98％，在440～460nm波长的激发下，产生630～645nm的1,7-乙烯基-苝酰亚胺衍生物的特征荧光发射峰；
(1.5)将聚丙烯酸微球分散在DMF中，制得悬浮液；悬浮液中聚丙烯酸微球的质量分数为7％；
(1.6)在悬浮液中加入二水醋酸锌和DDP，在室温条件下溶解均匀，以0.1滴/s的速率滴加去离子水，得到混合液；其中，二水醋酸锌的加入量与聚丙烯酸微球的质量相同，聚丙烯酸微球与DDP的质量比为1:1.2，去离子水的加入量为聚丙烯酸微球体积的1.2倍；
(1.7)对混合液进行过滤、洗涤和干燥得到荧光阻燃微球；其中，干燥在真空条件下进行的，真空度为-0.1MPa，干燥时间为9h，干燥温度为40℃；
制得的荧光阻燃微球为负载二水醋酸锌和DDP的聚丙烯酸微球；
(2)制备功能母粒：
将荧光阻燃微球和PET树脂粉末加入高速混合器中混合并通过熔融挤出制得功能母粒；其中，功能母粒中荧光阻燃微球和PET树脂粉末的质量比为1:1.98，高速混合器的混合时间为38min，熔融挤出的温度为232℃，压力为6MPa；
(3)制备兼具荧光和阻燃功能的聚酯纤维：
以功能母粒与特性粘度为0.6dl/g的PET切片的混合物为原料进行熔融共混纺丝制得荧光阻燃聚酯纤维，即兼具荧光和阻燃功能的聚酯纤维；其中，功能母粒与PET切片的质量比为1:11.8；
熔融共混纺丝工艺为：纺丝温度为270℃；侧吹风温度为28℃，侧吹风风速为0.5m/s；卷绕纺丝速度为3632m/min；牵伸倍率为3.0。
最终制得的兼具荧光和阻燃功能的聚酯纤维的纤度为3.5dtex，断裂强度为3.2cN/dtex，断裂伸长率为17.2％；荧光量子产率为70％，在440～460nm波长的激发下，产生630～645nm的1,7-乙烯基-苝酰亚胺衍生物的特征荧光发射峰；阻燃性能为：极限氧指数LOI值为34，垂直燃烧等级为UL94 V-0级。
实施例9
一种兼具荧光和阻燃功能的聚酯纤维的制备方法，步骤如下：
(1)制备荧光阻燃微球：
(1.1)将月桂酸钾和去离子水在温度T1(40℃)下混合形成体系I；
(1.2)先将丙烯酸甲酯和1,7-乙烯基-苝酰亚胺衍生物(由实施例2制得)溶于甲苯中，再加入到体系I中在温度T2(80℃)下混合得到体系II；体系II中，丙烯酸甲酯的含量为4wt％，1,7-乙烯基-苝酰亚胺衍生物的含量为12.5wt％，甲苯的含量为9wt％，月桂酸钾的含量为0.5wt％；
(1.3)先在体系II中加入过硫酸钾引发聚合得到聚丙烯酸酯分散液；再将聚丙烯酸酯分散液冷却至室温后过滤、水洗和烘干得到聚丙烯酸酯微球；其中，过硫酸钾的加入量为聚丙烯酸酯分散液的1wt％；聚合时间为4h，聚合温度为80℃；
(1.4)将聚丙烯酸酯微球与浓度为2mol/L的氢氧化钠乙醇溶液混合，并加热回流后冷却、过滤和干燥得到聚丙烯酸微球；其中，聚丙烯酸酯微球与氢氧化钠乙醇溶液的体积比为1:3；加热回流的时间为10h，干燥温度为96℃；
制得的聚丙烯酸微球是由以1,7-乙烯基-苝酰亚胺衍生物作为交联剂的聚丙烯酸微球，聚丙烯酸微球中，1,7-乙烯基-苝酰亚胺衍生物与丙烯酸结构单元的摩尔比为20:125；聚丙烯酸微球的平均直径为235nm，平均孔径为19nm，孔隙率为53％；聚丙烯酸微球的荧光量子产率为99％，在440～460nm波长的激发下，产生630～645nm的1,7-乙烯基-苝酰亚胺衍生物的特征荧光发射峰；
(1.5)将聚丙烯酸微球分散在氯仿中，制得悬浮液；悬浮液中聚丙烯酸微球的质量分数为17％；
(1.6)在悬浮液中加入二水醋酸锌和DDP，在室温条件下溶解均匀，以0.5滴/s的速率滴加去离子水，得到混合液；其中，二水醋酸锌的加入量与聚丙烯酸微球的质量相同，聚丙烯酸微球与DDP的质量比为1:1.5，去离子水的加入量为聚丙烯酸微球体积的1.1倍；
(1.7)对混合液进行过滤、洗涤和干燥得到荧光阻燃微球；其中，干燥在真空条件下进行的，真空度为-0.1MPa，干燥时间为10h，干燥温度为40℃；
制得的荧光阻燃微球为负载二水醋酸锌和DDP的聚丙烯酸微球；
(2)制备功能母粒：
将荧光阻燃微球和PET树脂粉末加入高速混合器中混合并通过熔融挤出制得功能母粒；其中，功能母粒中荧光阻燃微球和PET树脂粉末的质量比为1:2.3，高速混合器的混合时间为34min，熔融挤出的温度为220℃，压力为4MPa；
(3)制备兼具荧光和阻燃功能的聚酯纤维：
以功能母粒与特性粘度为0.8dl/g的PET切片的混合物为原料进行熔融共混纺丝制得荧光阻燃聚酯纤维，即兼具荧光和阻燃功能的聚酯纤维；其中，功能母粒与PET切片的质量比为1:11.9；
熔融共混纺丝工艺为：纺丝温度为286℃；侧吹风温度为28℃，侧吹风风速为0.5m/s；卷绕纺丝速度为3697m/min；牵伸倍率为3.5。
最终制得的兼具荧光和阻燃功能的聚酯纤维的纤度为4dtex，断裂强度为3.3cN/dtex，断裂伸长率为16.6％；荧光量子产率为63％，在440～460nm波长的激发下，产生630～645nm的1,7-乙烯基-苝酰亚胺衍生物的特征荧光发射峰；阻燃性能为：极限氧指数LOI值为31，垂直燃烧等级为UL94 V-0级。
实施例10
一种兼具荧光和阻燃功能的聚酯纤维的制备方法，步骤如下：
(1)制备荧光阻燃微球：
(1.1)将十二烷基硫酸钠和去离子水在温度T1(39℃)下混合形成体系I；
(1.2)先将丙烯酸甲酯和1,7-乙烯基-苝酰亚胺衍生物(由实施例6制得)溶于甲苯中，再加入到体系I中在温度T2(93℃)下混合得到体系II；体系II中，丙烯酸甲酯的含量为5wt％，1,7-乙烯基-苝酰亚胺衍生物的含量为14.5wt％，甲苯的含量为10wt％，十二烷基硫酸钠的含量为0.5wt％；
(1.3)先在体系II中加入过硫酸钾引发聚合得到聚丙烯酸酯分散液；再将聚丙烯酸酯分散液冷却至室温后过滤、水洗和烘干得到聚丙烯酸酯微球；其中，过硫酸钾的加入量为聚丙烯酸酯分散液的2wt％；聚合时间为5h，聚合温度为88℃；
(1.4)将聚丙烯酸酯微球与浓度为2mol/L的氢氧化钠乙醇溶液混合，并加热回流后冷却、过滤和干燥得到聚丙烯酸微球；其中，聚丙烯酸酯微球与氢氧化钠乙醇溶液的体积比为1:1；加热回流的时间为10h，干燥温度为100℃；
制得的聚丙烯酸微球是由以1,7-乙烯基-苝酰亚胺衍生物作为交联剂的聚丙烯酸微球，聚丙烯酸微球中，1,7-乙烯基-苝酰亚胺衍生物与丙烯酸结构单元的摩尔比为21.5:125；聚丙烯酸微球的平均直径为201nm，平均孔径为21nm，孔隙率为48％；聚丙烯酸微球的荧光量子产率为99％，在440～460nm波长的激发下，产生630～645nm的1,7-乙烯基-苝酰亚胺衍生物的特征荧光发射峰；
(1.5)将聚丙烯酸微球分散在丙酮中，制得悬浮液；悬浮液中聚丙烯酸微球的质量分数为5％；
(1.6)在悬浮液中加入二水醋酸锌和DDP，在室温条件下溶解均匀，以0.5滴/s的速率滴加去离子水，得到混合液；其中，二水醋酸锌的加入量与聚丙烯酸微球的质量相同，聚丙烯酸微球与DDP的质量比为1:1.3，去离子水的加入量为聚丙烯酸微球体积的1.2倍；
(1.7)对混合液进行过滤、洗涤和干燥得到荧光阻燃微球；其中，干燥在真空条件下进行的，真空度为-0.1MPa，干燥时间为8h，干燥温度为40℃；
制得的荧光阻燃微球为负载二水醋酸锌和DDP的聚丙烯酸微球；
(2)制备功能母粒：
将荧光阻燃微球和PET树脂粉末加入高速混合器中混合并通过熔融挤出制得功能母粒；其中，功能母粒中荧光阻燃微球和PET树脂粉末的质量比为1:4.54，高速混合器的混合时间为30min，熔融挤出的温度为239℃，压力为5MPa；
(3)制备兼具荧光和阻燃功能的聚酯纤维：
以功能母粒与特性粘度为0.9dl/g的PET切片的混合物为原料进行熔融共混纺丝制得荧光阻燃聚酯纤维，即兼具荧光和阻燃功能的聚酯纤维；其中，功能母粒与PET切片的质量比为1:12；
熔融共混纺丝工艺为：纺丝温度为286℃；侧吹风温度为29℃，侧吹风风速为0.5m/s；卷绕纺丝速度为3961m/min；牵伸倍率为3.0。
最终制得的兼具荧光和阻燃功能的聚酯纤维的纤度为4dtex，断裂强度为3.5cN/dtex，断裂伸长率为16.2％；荧光量子产率为72％，在440～460nm波长的激发下，产生630～645nm的1,7-乙烯基-苝酰亚胺衍生物的特征荧光发射峰；阻燃性能为：极限氧指数LOI值为31，垂直燃烧等级为UL94 V-0级。
实施例11
一种兼具荧光和阻燃功能的聚酯纤维的制备方法，步骤如下：
(1)制备荧光阻燃微球：
(1.1)将十二烷基硫酸钠和去离子水在温度T1(55℃)下混合形成体系I；
(1.2)先将丙烯酸甲酯和1,7-乙烯基-苝酰亚胺衍生物(由实施例3制得)溶于甲苯中，再加入到体系I中在温度T2(93℃)下混合得到体系II；体系II中，丙烯酸甲酯的含量为6wt％，1,7-乙烯基-苝酰亚胺衍生物的含量为10.4wt％，甲苯的含量为8wt％，十二烷基硫酸钠的含量为0.6wt％；
(1.3)先在体系II中加入过硫酸钾引发聚合得到聚丙烯酸酯分散液；再将聚丙烯酸酯分散液冷却至室温后过滤、水洗和烘干得到聚丙烯酸酯微球；其中，过硫酸钾的加入量为聚丙烯酸酯分散液的2wt％；聚合时间为8h，聚合温度为94℃；
(1.4)将聚丙烯酸酯微球与浓度为2mol/L的氢氧化钠乙醇溶液混合，并加热回流后冷却、过滤和干燥得到聚丙烯酸微球；其中，聚丙烯酸酯微球与氢氧化钠乙醇溶液的体积比为1:1；加热回流的时间为10h，干燥温度为101℃；
制得的聚丙烯酸微球是由以1,7-乙烯基-苝酰亚胺衍生物作为交联剂的聚丙烯酸微球，聚丙烯酸微球中，1,7-乙烯基-苝酰亚胺衍生物与丙烯酸结构单元的摩尔比为14.5:125；聚丙烯酸微球的平均直径为290nm，平均孔径为17nm，孔隙率为55％；聚丙烯酸微球的荧光量子产率为98％，在440～460nm波长的激发下，产生630～645nm的1,7-乙烯基-苝酰亚胺衍生物的特征荧光发射峰；
(1.5)将聚丙烯酸微球分散在氯仿中，制得悬浮液；悬浮液中聚丙烯酸微球的质量分数为7％；
(1.6)在悬浮液中加入二水醋酸锌和DDP，在室温条件下溶解均匀，以1滴/s的速率滴加去离子水，得到混合液；其中，二水醋酸锌的加入量与聚丙烯酸微球的质量相同，聚丙烯酸微球与DDP的质量比为1:1.2，去离子水的加入量为聚丙烯酸微球体积的1.1倍；
(1.7)对混合液进行过滤、洗涤和干燥得到荧光阻燃微球；其中，干燥在真空条件下进行的，真空度为-0.1MPa，干燥时间为11h，干燥温度为40℃；
制得的荧光阻燃微球为负载二水醋酸锌和DDP的聚丙烯酸微球；
(2)制备功能母粒：
将荧光阻燃微球和PET树脂粉末加入高速混合器中混合并通过熔融挤出制得功能母粒；其中，功能母粒中荧光阻燃微球和PET树脂粉末的质量比为1:5.25，高速混合器的混合时间为40min，熔融挤出的温度为239℃，压力为4MPa；
(3)制备兼具荧光和阻燃功能的聚酯纤维：
以功能母粒与特性粘度为0.6dl/g的PET切片的混合物为原料进行熔融共混纺丝制得荧光阻燃聚酯纤维，即兼具荧光和阻燃功能的聚酯纤维；其中，功能母粒与PET切片的质量比为1:12.5；
熔融共混纺丝工艺为：纺丝温度为284℃；侧吹风温度为30℃，侧吹风风速为0.5m/s；卷绕纺丝速度为3610m/min；牵伸倍率为4.0。
最终制得的兼具荧光和阻燃功能的聚酯纤维的纤度为4dtex，断裂强度为3.8cN/dtex，断裂伸长率为15.8％；荧光量子产率为75％，在440～460nm波长的激发下，产生630～645nm的1,7-乙烯基-苝酰亚胺衍生物的特征荧光发射峰；阻燃性能为：极限氧指数LOI值为33，垂直燃烧等级为UL94 V-0级。
实施例12
一种兼具荧光和阻燃功能的聚酯纤维的制备方法，步骤如下：
(1)制备荧光阻燃微球：
(1.1)将丁二酸二辛酯磺酸钠和去离子水在温度T1(38℃)下混合形成体系I；
(1.2)先将丙烯酸甲酯和1,7-乙烯基-苝酰亚胺衍生物(由实施例2制得)溶于甲苯中，再加入到体系I中在温度T2(94℃)下混合得到体系II；体系II中，丙烯酸甲酯的含量为6wt％，1,7-乙烯基-苝酰亚胺衍生物的含量为11.4wt％，甲苯的含量为7wt％，丁二酸二辛酯磺酸钠的含量为0.6wt％；
(1.3)先在体系II中加入过硫酸钾引发聚合得到聚丙烯酸酯分散液；再将聚丙烯酸酯分散液冷却至室温后过滤、水洗和烘干得到聚丙烯酸酯微球；其中，过硫酸钾的加入量为聚丙烯酸酯分散液的1wt％；聚合时间为7h，聚合温度为84℃；
(1.4)将聚丙烯酸酯微球与浓度为1mol/L的氢氧化钠乙醇溶液混合，并加热回流后冷却、过滤和干燥得到聚丙烯酸微球；其中，聚丙烯酸酯微球与氢氧化钠乙醇溶液的体积比为1:1；加热回流的时间为11h，干燥温度为99℃；
制得的聚丙烯酸微球是由以1,7-乙烯基-苝酰亚胺衍生物作为交联剂的聚丙烯酸微球，聚丙烯酸微球中，1,7-乙烯基-苝酰亚胺衍生物与丙烯酸结构单元的摩尔比为14.3:125；聚丙烯酸微球的平均直径为288nm，平均孔径为25nm，孔隙率为47％；聚丙烯酸微球的荧光量子产率为97％，在440～460nm波长的激发下，产生630～645nm的1,7-乙烯基-苝酰亚胺衍生物的特征荧光发射峰；
(1.5)将聚丙烯酸微球分散在丙酮中，制得悬浮液；悬浮液中聚丙烯酸微球的质量分数为18％；
(1.6)在悬浮液中加入二水醋酸锌和DDP，在室温条件下溶解均匀，以1滴/s的速率滴加去离子水，得到混合液；其中，二水醋酸锌的加入量与聚丙烯酸微球的质量相同，聚丙烯酸微球与DDP的质量比为1:1，去离子水的加入量为聚丙烯酸微球体积的1.2倍；
(1.7)对混合液进行过滤、洗涤和干燥得到荧光阻燃微球；其中，干燥在真空条件下进行的，真空度为-0.1MPa，干燥时间为10h，干燥温度为40℃；
制得的荧光阻燃微球为负载二水醋酸锌和DDP的聚丙烯酸微球；
(2)制备功能母粒：
将荧光阻燃微球和PET树脂粉末加入高速混合器中混合并通过熔融挤出制得功能母粒；其中，功能母粒中荧光阻燃微球和PET树脂粉末的质量比为1:5，高速混合器的混合时间为37min，熔融挤出的温度为237℃，压力为6MPa；
(3)制备兼具荧光和阻燃功能的聚酯纤维：
以功能母粒与特性粘度为0.6dl/g的PET切片的混合物为原料进行熔融共混纺丝制得荧光阻燃聚酯纤维，即兼具荧光和阻燃功能的聚酯纤维；其中，功能母粒与PET切片的质量比为1:13.2；
熔融共混纺丝工艺为：纺丝温度为287℃；侧吹风温度为30℃，侧吹风风速为0.4m/s；卷绕纺丝速度为3987m/min；牵伸倍率为4.0。
最终制得的兼具荧光和阻燃功能的聚酯纤维的纤度为3.5dtex，断裂强度为4cN/dtex，断裂伸长率为15.4％；荧光量子产率为72％，在440～460nm波长的激发下，产生630～645nm的1,7-乙烯基-苝酰亚胺衍生物的特征荧光发射峰；阻燃性能为：极限氧指数LOI值为30，垂直燃烧等级为UL94 V-0级。
实施例13
一种兼具荧光和阻燃功能的聚酯纤维的制备方法，步骤如下：
(1)制备荧光阻燃微球：
(1.1)将丁二酸二辛酯磺酸钠和去离子水在温度T1(36℃)下混合形成体系I；
(1.2)先将丙烯酸甲酯和1,7-乙烯基-苝酰亚胺衍生物(由实施例5制得)溶于二甲苯中，再加入到体系I中在温度T2(92℃)下混合得到体系II；体系II中，丙烯酸甲酯的含量为5wt％，1,7-乙烯基-苝酰亚胺衍生物的含量为15wt％，二甲苯的含量为6wt％，丁二酸二辛酯磺酸钠的含量为0.7wt％；
(1.3)先在体系II中加入过硫酸钾引发聚合得到聚丙烯酸酯分散液；再将聚丙烯酸酯分散液冷却至室温后过滤、水洗和烘干得到聚丙烯酸酯微球；其中，过硫酸钾的加入量为聚丙烯酸酯分散液的2wt％；聚合时间为5h，聚合温度为92℃；
(1.4)将聚丙烯酸酯微球与浓度为1mol/L的氢氧化钠乙醇溶液混合，并加热回流后冷却、过滤和干燥得到聚丙烯酸微球；其中，聚丙烯酸酯微球与氢氧化钠乙醇溶液的体积比为1:3；加热回流的时间为11h，干燥温度为101℃；
制得的聚丙烯酸微球是由以1,7-乙烯基-苝酰亚胺衍生物作为交联剂的聚丙烯酸微球，聚丙烯酸微球中，1,7-乙烯基-苝酰亚胺衍生物与丙烯酸结构单元的摩尔比为15:125；聚丙烯酸微球的平均直径为290nm，平均孔径为19nm，孔隙率为50％；聚丙烯酸微球的荧光量子产率为99％，在440～460nm波长的激发下，产生630～645nm的1,7-乙烯基-苝酰亚胺衍生物的特征荧光发射峰；
(1.5)将聚丙烯酸微球分散在DMF中，制得悬浮液；悬浮液中聚丙烯酸微球的质量分数为17％；
(1.6)在悬浮液中加入二水醋酸锌和DDP，在室温条件下溶解均匀，以0.5滴/s的速率滴加去离子水，得到混合液；其中，二水醋酸锌的加入量与聚丙烯酸微球的质量相同，聚丙烯酸微球与DDP的质量比为1:1.2，去离子水的加入量为聚丙烯酸微球体积的1.2倍；
(1.7)对混合液进行过滤、洗涤和干燥得到荧光阻燃微球；其中，干燥在真空条件下进行的，真空度为-0.1MPa，干燥时间为8h，干燥温度为40℃；
制得的荧光阻燃微球为负载二水醋酸锌和DDP的聚丙烯酸微球；
(2)制备功能母粒：
将荧光阻燃微球和PET树脂粉末加入高速混合器中混合并通过熔融挤出制得功能母粒；其中，功能母粒中荧光阻燃微球和PET树脂粉末的质量比为1:3.85，高速混合器的混合时间为32min，熔融挤出的温度为226℃，压力为5MPa；
(3)制备兼具荧光和阻燃功能的聚酯纤维：
以功能母粒与特性粘度为0.8dl/g的PET切片的混合物为原料进行熔融共混纺丝制得荧光阻燃聚酯纤维，即兼具荧光和阻燃功能的聚酯纤维；其中，功能母粒与PET切片的质量比为1:13.3；
熔融共混纺丝工艺为：纺丝温度为289℃；侧吹风温度为28℃，侧吹风风速为0.5m/s；卷绕纺丝速度为3628m/min；牵伸倍率为4.0。
最终制得的兼具荧光和阻燃功能的聚酯纤维的纤度为4dtex，断裂强度为4.2cN/dtex，断裂伸长率为14.2％；荧光量子产率为62％，在440～460nm波长的激发下，产生630～645nm的1,7-乙烯基-苝酰亚胺衍生物的特征荧光发射峰；阻燃性能为：极限氧指数LOI值为31，垂直燃烧等级为UL94 V-0级。
实施例14
一种兼具荧光和阻燃功能的聚酯纤维的制备方法，步骤如下：
(1)制备荧光阻燃微球：
(1.1)将丁二酸二辛酯磺酸钠和去离子水在温度T1(55℃)下混合形成体系I；
(1.2)先将丙烯酸甲酯和1,7-乙烯基-苝酰亚胺衍生物(由实施例6制得)溶于二甲苯中，再加入到体系I中在温度T2(95℃)下混合得到体系II；体系II中，丙烯酸甲酯的含量为6wt％，1,7-乙烯基-苝酰亚胺衍生物的含量为9wt％，二甲苯的含量为9.3wt％，丁二酸二辛酯磺酸钠的含量为0.7wt％；
(1.3)先在体系II中加入过硫酸钾引发聚合得到聚丙烯酸酯分散液；再将聚丙烯酸酯分散液冷却至室温后过滤、水洗和烘干得到聚丙烯酸酯微球；其中，过硫酸钾的加入量为聚丙烯酸酯分散液的2wt％；聚合时间为8h，聚合温度为95℃；
(1.4)将聚丙烯酸酯微球与浓度为2mol/L的氢氧化钠乙醇溶液混合，并加热回流后冷却、过滤和干燥得到聚丙烯酸微球；其中，聚丙烯酸酯微球与氢氧化钠乙醇溶液的体积比为1:3；加热回流的时间为11h，干燥温度为110℃；
制得的聚丙烯酸微球是由以1,7-乙烯基-苝酰亚胺衍生物作为交联剂的聚丙烯酸微球，聚丙烯酸微球中，1,7-乙烯基-苝酰亚胺衍生物与丙烯酸结构单元的摩尔比为21:125；聚丙烯酸微球的平均直径为300nm，平均孔径为30nm，孔隙率为55％；聚丙烯酸微球的荧光量子产率为99％，在440～460nm波长的激发下，产生630～645nm的1,7-乙烯基-苝酰亚胺衍生物的特征荧光发射峰；
(1.5)将聚丙烯酸微球分散在氯仿中，制得悬浮液；悬浮液中聚丙烯酸微球的质量分数为20％；
(1.6)在悬浮液中加入二水醋酸锌和DDP，在室温条件下溶解均匀，以0.5滴/s的速率滴加去离子水，得到混合液；其中，二水醋酸锌的加入量与聚丙烯酸微球的质量相同，聚丙烯酸微球与DDP的质量比为1:1.2，去离子水的加入量为聚丙烯酸微球体积的1.2倍；
(1.7)对混合液进行过滤、洗涤和干燥得到荧光阻燃微球；其中，干燥在真空条件下进行的，真空度为-0.1MPa，干燥时间为12h，干燥温度为40℃；
制得的荧光阻燃微球为负载二水醋酸锌和DDP的聚丙烯酸微球；
(2)制备功能母粒：
将荧光阻燃微球和PET树脂粉末加入高速混合器中混合并通过熔融挤出制得功能母粒；其中，功能母粒中荧光阻燃微球和PET树脂粉末的质量比为1:5.25，高速混合器的混合时间为40min，熔融挤出的温度为250℃，压力为6MPa；
(3)制备兼具荧光和阻燃功能的聚酯纤维：
以功能母粒与特性粘度为0.7dl/g的PET切片的混合物为原料进行熔融共混纺丝制得荧光阻燃聚酯纤维，即兼具荧光和阻燃功能的聚酯纤维；其中，功能母粒与PET切片的质量比为1:13.3；
熔融共混纺丝工艺为：纺丝温度为295℃；侧吹风温度为30℃，侧吹风风速为0.5m/s；卷绕纺丝速度为4000m/min；牵伸倍率为4.0。
最终制得的兼具荧光和阻燃功能的聚酯纤维的纤度为4dtex，断裂强度为4.5cN/dtex，断裂伸长率为13.2％；荧光量子产率为80％，在440～460nm波长的激发下，产生630～645nm的1,7-乙烯基-苝酰亚胺衍生物的特征荧光发射峰；阻燃性能为：极限氧指数LOI值为35，垂直燃烧等级为UL94 V-0级。
Claims (10)
1.一种兼具荧光和阻燃功能的聚酯纤维，其特征是：主要由聚酯基体以及分散在其中的荧光阻燃微球组成；
所述荧光阻燃微球为负载二水醋酸锌和DDP的聚丙烯酸微球；
所述聚丙烯酸微球是由以1,7-乙烯基-苝酰亚胺衍生物作为交联剂的聚丙烯酸微球；
所述1,7-乙烯基-苝酰亚胺衍生物是指湾位(1,7位)带有乙烯基团的取代基且酰亚胺位带有大体积取代基的苝酰亚胺。
2.根据权利要求1所述的一种兼具荧光和阻燃功能的聚酯纤维，其特征在于，所述的大体积取代基为倍半笼形硅氧烷或带有侧链的长烷基链；
所述倍半笼形硅氧烷是
R为异丁基或异辛基；
所述带有侧链的长烷基链是
其中
表示该化学键链接位置为酰亚胺结构中的N原子；
所述乙烯基团的取代基是指端基带有乙烯基团的烷基链，所述烷基链为小于六个碳的烷基链。
3.根据权利要求1所述的一种兼具荧光和阻燃功能的聚酯纤维，其特征在于，所述聚丙烯酸微球中，1,7-乙烯基-苝酰亚胺衍生物与丙烯酸结构单元的摩尔比为14～21.5:125。
4.根据权利要求1所述的一种兼具荧光和阻燃功能的聚酯纤维，其特征在于，所述聚丙烯酸微球的荧光量子产率为95～99％，在440～460nm波长的激发下，产生630～645nm的1,7-乙烯基-苝酰亚胺衍生物的特征荧光发射峰；聚丙烯酸微球的平均直径为150～300nm，平均孔径为10～30nm，孔隙率为35～55％；荧光阻燃微球中的含磷量为3.75～25wt％，含锌量为1.25～15wt％。
5.根据权利要求1所述的一种兼具荧光和阻燃功能的聚酯纤维，其特征在于，所述荧光阻燃聚酯纤维的纤度为3.2～4dtex，断裂强度为3～4.5cN/dtex，断裂伸长率为13.2～17.4％；荧光量子产率为60～80％，在440～460nm波长的激发下，产生630～645nm的1,7-乙烯基-苝酰亚胺衍生物的特征荧光发射峰；阻燃性能为：极限氧指数LOI值为30～35，垂直燃烧等级为UL94 V-0级。
6.如权利要求1～5任一项所述的一种兼具荧光和阻燃功能的聚酯纤维的制备方法，其特征是：先将荧光阻燃微球和PET树脂粉末加入高速混合器中混合并通过熔融挤出制得功能母粒，再以功能母粒与PET切片的混合物为原料进行熔融共混纺丝制得荧光阻燃聚酯纤维，即兼具荧光和阻燃功能的聚酯纤维；
所述荧光阻燃微球的制备方法为：
(1)将乳化剂和去离子水在温度T1下混合形成体系I；
(2)先将丙烯酸甲酯和1,7-乙烯基-苝酰亚胺衍生物溶于有机溶剂中，再加入到体系I中在温度T2下混合得到体系II；
(3)先在体系II中加入过硫酸钾引发聚合得到聚丙烯酸酯分散液；再将聚丙烯酸酯分散液冷却至室温后过滤、水洗和烘干得到聚丙烯酸酯微球；
(4)将聚丙烯酸酯微球与氢氧化钠乙醇溶液混合，并加热回流后冷却、过滤和干燥得到聚丙烯酸微球；
(5)将聚丙烯酸微球分散在有机溶剂中，制得悬浮液；
(6)在悬浮液中加入二水醋酸锌和DDP，在室温条件下溶解均匀，一定速率滴加去离子水，得到混合液；
(7)对混合液进行过滤、洗涤和干燥得到荧光阻燃微球。
7.根据权利要求6所述的一种兼具荧光和阻燃功能的聚酯纤维的制备方法，其特征在于，所述功能母粒中荧光阻燃微球和PET树脂粉末的质量比为1:1.85～5.25；熔融共混纺丝时，功能母粒与PET切片的质量比为1:11.5～13.3。
8.根据权利要求6所述的一种兼具荧光和阻燃功能的聚酯纤维的制备方法，其特征在于，所述熔融挤出的温度为220～250℃，压力为4～6MPa；熔融共混纺丝工艺为：纺丝温度为270～295℃；侧吹风温度为28～30℃，侧吹风风速为0.3～0.5m/s；卷绕纺丝速度为3500～4000m/min；牵伸倍率为3.0～4.0；
所述PET切片的特性粘度为0.6～0.9dl/g；
所述高速混合器的混合时间为30～40min。
9.根据权利要求6所述的一种兼具荧光和阻燃功能的聚酯纤维的制备方法，其特征在于，所述乳化剂为月桂酸钾、十二烷基硫酸钠或者丁二酸二辛酯磺酸钠；所述有机溶剂为甲苯或者二甲苯。
10.根据权利要求6所述的一种兼具荧光和阻燃功能的聚酯纤维的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，T1为35～55℃；
步骤(2)的体系II中，乳化剂的含量为0.4～0.7wt％，丙烯酸甲酯的含量为4～6wt％，1,7-乙烯基-苝酰亚胺衍生物的含量为9～15wt％，有机溶剂的含量为6～10wt％；T2为75～95℃；
步骤(3)中过硫酸钾的加入量为聚丙烯酸酯分散液的1～5wt％；聚合时间为4～8h，聚合温度为75～95℃；
步骤(4)中的氢氧化钠乙醇溶液的浓度为1～2mol/L，聚丙烯酸酯微球与氢氧化钠乙醇溶液的体积比为1:1～3；所述加热回流的时间为9～11h，干燥温度为90～110℃；
步骤(5)中，有机溶剂为DMF、氯仿或者丙酮，悬浮液中聚丙烯酸微球的质量分数为5～20％；
步骤(6)中，二水醋酸锌的加入量与聚丙烯酸微球的质量相同，聚丙烯酸微球与DDP的质量比为1:1～1.5；一定速率为0.5～1滴/s；
步骤(7)中，干燥在真空条件下进行的，真空度为-0.1MPa，干燥时间为8～12h，干燥温度为40℃。
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