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一、前言

目前，熒光纖維作為一種最基本的防偽材料，幾乎在世界各國的所有紙幣、護照、郵票、有價證券以及各類防偽紙中廣泛采用并獲得認同，目前國內(nèi)的煙包行業(yè)也采用了該項防偽技術(shù)，應(yīng)用范圍廣泛，且數(shù)十年均沒有改變。熒光防偽纖維又稱為安全纖維，它根據(jù)發(fā)射波長的不同分長波長、短波長等品種。熒光防偽纖維目前國內(nèi)外研究比較少，只有少數(shù)國家公開過類似的專利或其他文獻。而雙波長熒光防偽纖維的研制幾乎還處于空白。這種纖維具有兩種熒光光譜，在不同波長的特殊光線照射下呈現(xiàn)不同的顏色，起到防偽作用，是普通防偽纖維的升級換代產(chǎn)品。預(yù)計未來幾年防偽纖維需求量將出現(xiàn)增長態(tài)勢。

二、世界上部分熒光防偽纖維的基本特性

1.熒光防偽纖維的耐熱性

當(dāng)溫度小于100℃時，熒光纖維具有良好的耐熱性；溫度高于100℃時，纖維的熒光強度急劇下降。產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因是，有機稀土配合物類熒光化合物中的稀土元素與有機配體是以配位鍵的形式結(jié)合的，在100℃以下時，熱量還不足以破壞配位鍵而使稀土元素與配體分離，不影響到配體對稀土元素的熒光增強作用，所以在此溫度下處理熒光纖維，不會對熒光強度產(chǎn)生較大的影響。但溫度超過100℃時，熒光化合物的配位鍵遭到破壞，從而減弱了有機配體對稀土元素的熒光增強作用，故熒光強度明顯下降。

2.熒光防偽纖維的耐洗滌性

當(dāng)洗滌時間小于45min時纖維的熒光強度有一定的下降，但45min后纖維的熒光強度幾乎不變。這是因為有一部分熒光化合物處于纖維的表面，經(jīng)洗滌后，這部分熒光化合物脫落，造成熒光強度有較大程度的下降。這可以從電鏡掃描照片中可以證實。

3.熒光防偽纖維耐酸堿性

將熒光纖維分別放人濃度為1%的NaOH和2%HC1中浸泡5min，測得它們的熒光強度?？梢缘贸鼋Y(jié)果：在較弱的酸堿處理下，熒光纖維的熒光強度略有下降，說明耐酸堿性較好。

三、熒光纖維的種類和主要生產(chǎn)工藝

熒光纖維指的是含有熒光化合物的成纖高聚物所紡制成的纖維，在紫外線的照射下，纖維內(nèi)的熒光化合物會閃爍光彩。熒光纖維有滌綸、丙綸、錦綸、維綸、腈綸等，根據(jù)需要，可制得高功能化、高技術(shù)化、高附加值化和高審美化的熒光纖維。熒光纖維的種類主要有光致變色纖維和熒光防偽纖維，其中光致變色纖維是指纖維中含有光致變色性能的物質(zhì)，這些物質(zhì)在光的作用下會產(chǎn)生變色，而當(dāng)光線消失之后又會可逆地變回原來的顏色。比如，一些可逆光致變色有機化合物，在光的作用下會產(chǎn)生分子結(jié)構(gòu)異構(gòu)化、分子的離子裂解、分子的自由基裂解以及氧化還原反應(yīng)等等，在某些情況下，也因能級的變化(激發(fā)態(tài)的遷移)而產(chǎn)生光致變色現(xiàn)象。所謂熒光防偽纖維指的是在纖維中含有不同波長的熒光物質(zhì)，其中單波長熒光防偽纖維在紫外線照射下，纖維將呈現(xiàn)一種顏色，起到防偽的作用；而雙波長熒光防偽纖維具有兩種熒光光譜，用不同波段的紫外光照射，可呈現(xiàn)兩種不同顏色，它的安全性和可識別性更好。現(xiàn)在人們傾向于開發(fā)一種能耐高溫、具有耐久性和穩(wěn)定性的新型雙波長熒光防偽纖維，這將具有很大的應(yīng)用前景和社會效益。

熒光纖維的制備方法可以采用熔融紡絲法，直接將熒光化合物加入聚酯、聚丙烯等成纖聚合物中，經(jīng)熔融后進行共混紡絲；或把熒光化合物分散在能和成纖高聚物混熔的樹脂載體中制成原料母粒，再混入聚酯、聚丙烯等聚合物中進行熔融紡絲，制得熒光纖維。

對于不宜采用熔融紡絲法生產(chǎn)的纖維如聚丙烯腈纖維、醋酸纖維素纖維等，可以采用濕法紡絲法，也就是將熒光化合物溶解于紡絲液中而后進行紡絲制得熒光纖維。

此外，還可以采用物理化學(xué)改性法生產(chǎn)熒光纖維，比如采用復(fù)合紡絲法，將熒光化合物和成纖高聚物熔體或濃溶液，分別輸送到同一紡絲組件，在組件中的適當(dāng)部位匯合，從同一噴絲孔噴出制取熒光纖維，這在美國、日本已有報道。

四、熒光防偽纖維的生產(chǎn)方法

1.熒光防偽滌綸纖維的生產(chǎn)方法

將熒光化合物加入聚酯切片中進行熔融紡絲，制得熒光纖維，這種方法簡便易行，但紡絲溫度的控制是一技術(shù)難點，使其應(yīng)用受到一定程度的限制。熔紡時紡絲溫度較高(260～300℃)，熒光化合物的加入使紡絲熔體表觀粘度升高，需進一步提高紡絲溫度來降低表觀粘度，但增加紡絲溫度會破壞熒光化合物的結(jié)構(gòu)，或使其分解，從而失去熒光特性。為此，可在熒光化合物中加入抗氧劑、耐熱劑以改善其耐氧化性和耐熱性，也可在混合料中加入降溫母粒以改善熔體的流動性能。比如，一種有效的配比為聚酯切片90%，有機熒光粉5%，降溫母粒5%，保持紡絲溫度240℃左右，可紡制成質(zhì)量良好的熒光防偽滌綸纖維。這種纖維在紫外線的照射下，纖維呈現(xiàn)明亮的紅色。

加入降溫母粒是為了降低紡絲熔體的粘度，以期可以在較低濕度下進行熔融紡絲，從而減少高溫對于熒光粉性質(zhì)的破壞。因為熒光粉與降溫母粒對于紡絲熔體流變性能的影響是相反的，熒光粉的加入使得熔體粘度增大，而降溫母粒的加入可以增加熔體的流動性，減小熔體表觀粘度。由于在低剪切速率下熒光粉提高熔體粘度的作用占優(yōu)勢，熔體粘度較高，但在高剪切速率下降溫母粒的作用占優(yōu)勢，從而使得熔體粘度明顯下降。因此在紡絲時提高噴絲孔處的剪切速率可以在較低的溫度下進行紡絲來制取熒光纖維。在這種熒光纖維中，熒光粉不僅均勻分散于纖維表面，而且同時以微小顆粒的狀態(tài)存在于纖維內(nèi)部。這種分散狀態(tài)使熒光纖維中熒光粉保持其原有的熒光特性，在特殊光線照射下發(fā)出均勻的色光，以起到防偽的功能，并具有持久的效果。改善聚合物流動性的另一種方法，是對其進行物理、化學(xué)改性，使其能在較低溫度下紡絲，比如，在聚酯成形過程中加入第三單體，可使其熔融溫度降低，從而制得性能良好的熒光滌綸纖維。

2.熒光防偽丙綸纖維的生產(chǎn)方法

將熒光化合物加入聚丙烯切片中進行熔融紡絲，制得熒光纖維，這種方法簡便易行，但紡絲溫度的控制是一技術(shù)難點，因為熒光化合物的加入使紡絲熔體表觀粘度升高，需進一步提高紡絲溫度來降低表觀粘度，但增加紡絲溫度會破壞熒光化合物的結(jié)構(gòu)，或使其分解，從而失去熒光特性。為此，可在熒光化合物中加入抗氧劑、耐熱劑以改善其耐氧化性和耐熱性，也可在混合料中加入降溫母粒以改善熔體的流動性能。比如，一種有效的配比為聚丙烯切片89%，有機熒光粉6%，降溫母粒5%，保持紡絲溫度220℃，可紡制成質(zhì)量良好的熒光防偽丙綸纖維。這種纖維在紫外線的照射下，纖維呈現(xiàn)明亮的紅色。加入降溫母粒是為了降低紡絲熔體的粘度，以期可以在較低濕度下進行熔融紡絲，從而減少高溫對于熒光粉性質(zhì)的破壞。因為熒光粉與降溫母粒對于紡絲熔體流變性能的影響是相反的，熒光粉的加入使得熔體粘度增大，而降溫母粒的加入可以增加熔體的流動性，減小熔體表觀粘度。由于在低剪切速率下熒光粉提高熔體粘度的作用占優(yōu)勢，熔體粘度較高，但在高剪切速率下降溫母粒的作用占優(yōu)勢，從而使得熔體粘度明顯下降。因此在紡絲時提高噴絲孔處的剪切速率可以在較低的溫度下進行紡絲來制取熒光纖維。在這種熒光纖維中，熒光粉不僅均勻分散于纖維表面，而且同時以微小顆粒的狀態(tài)存在于纖維內(nèi)部。這種分散狀態(tài)使熒光纖維中熒光粉保持其原有的熒光特性，在特殊光線照射下發(fā)出均勻的色光，以起到防偽的功能，并具有持久的效果。