本发明属于荧光纤维制备领域，特别涉及一种荧光棉花纤维的原位制备方法。
背景技术：
荧光纤维是一种在可见光或紫外光照射下能够发出荧光的纤维，当光线消失后其荧光也消失，恢复到原来的颜色。目前，荧光纤维主要是将无机或有机荧光材料共混或修饰在纤维上，或者分散在聚合物基体中，通过纺丝技术获得具有荧光发射的荧光纤维材料。荧光材料具有较好的防伪作用以及警示作用，因此，用荧光纤维制成的产品可以广泛地应用于道路、交通以及高空作业的防护服、警示牌、日用品、防伪材料等多种领域。
目前用于制造荧光纤维的荧光材料主要有无机材料（如稀土类荧光材料、量子点、金属配合物等）和有机荧光小分子、高分子荧光化合物等。但由于无机荧光材料具有不宜熔融、易团聚、难分散等特点，因此限制了其在荧光纤维制备方面的应用；有机荧光分子尽管有着较强的荧光量子产率，且在溶液中具有较好的分散性等特点，但其最大的不足就是光稳定性不好，经过长时间光照射，易发生光漂白现象，荧光大大减弱或消失，因此也限制了其广泛的应用。
棉花纤维是一种天然的植物纤维，也是纺织工业的主要原料，由于其较好的吸湿性和透气性，用其纺织做成的衣物具有较好的穿着舒适性。然而，目前大部分具有反光或荧光材料的防护服等均是由合成纤维（如聚酯类、聚丙烯等）制备的，这类纺织品由于透气性较差，穿戴较长时间后容易产生气味，造成穿戴的不舒适感。
本发明以廉价的烷基吡啶盐作为荧光材料前驱体，在天然的棉花纤维上原位制备具有绿色荧光发射的纳米碳荧光材料。由于采用原位制备技术，因此纤维表面的荧光材料具有较高的附着能力，不易脱落；另外，由于荧光碳纳米材料稳定的化学性质和光学性质，使该荧光棉花纤维具有较强的荧光发射和抗光漂白能力。另外，此技术在常温常压下进行，对设备要求简单，成本较低，适宜于推广应用。
技术实现要素：
本发明提供了一种荧光棉花纤维的原位制备方法，以解决传统聚合荧光纤维发光不均匀、稳定性差、易产生光漂白等问题。
本发明提供的一种荧光棉花纤维的原位制备方法，包括如下步骤：
（1）将烷基吡啶盐和水混合，搅拌得到透明澄清的前驱体溶液；
（2）将一定质量的棉花完全浸没到上述溶液中，待棉花完全浸湿后加入强碱溶液；
（3）在常温或加热条件下缓慢搅拌一段时间，将棉花从溶液中取出，并离心去除棉花中的溶液；
（4）用水清洗棉花纤维，去除未反应的烷基吡啶盐，干燥后即可得到绿色荧光的棉花纤维。
上述步骤（1）中所述的烷基吡啶盐为十二烷基吡啶、十四烷基吡啶、十六烷基吡啶盐酸盐或溴酸盐中的一种或几种。
上述步骤（1）中所述的烷基吡啶盐的浓度大于10mmol/l。
上述步骤（2）中所述的强碱溶液为naoh、koh、ca(oh)2溶液中的一种或几种。
上述步骤（2）中所述的强碱溶液浓度大于0.1mol/l。
上述步骤（3）中所述的加热温度范围为20~100摄氏度。
上述步骤（3）中所述的搅拌时间≥0.5小时。
上述步骤（4）中，用水清洗棉花纤维至ph范围为6.5≤ph≤8）。
上述步骤（4）中所述的干燥为室温干燥或真空干燥。
本发明利用成本低廉且易得的烷基吡啶盐为荧光前驱体，采用原位制备的方法制备荧光棉花纤维，整个过程在常温常压条件下进行，操作简单，对设备要求较低，因此，此方法生产成本较低，极适用于大批量规模制备荧光棉花纤维。
本发明制备的荧光棉花纤维发光均匀，具有较强的荧光发射和较好的光稳定性，其纺织品在道路、交通以及高空作业的防护服、警示牌、日用品、防伪材料等多种领域具有广泛的应用前景。
附图说明
图1是本发明所用的棉花纤维(a)和荧光棉花纤维(b)的扫描电镜图。
图2是本发明制备的荧光棉花纤维在365nm的紫外灯照射下的荧光图片。
具体实施方式
下述实施例是对于本发明内容的进一步说明，以作为对本发明技术内容的解释，但本发明的实质内容并不仅限于下述实施例所述，本领域的普通技术人员可以且应当知晓任何基于本发明实质精神的简单变化或替换均应属于本发明所要求的保护范围。
实施例1
（1）常温下将0.5370g十六烷基氯化吡啶加入到100ml的去离子水中，搅拌得到澄清的水溶液，十六烷基吡啶盐的浓度为15mmol/l；
（2）将10g的棉花完全浸没到上述溶液中，完全浸湿后加入10ml2mol/l的naoh溶液；
（3）缓慢搅拌10小时，将棉花从溶液中取出，用清水清洗棉花纤维至近中性，然后离心去除棉花吸附的水分，室温干燥后即可得到具有均匀绿色荧光的棉花纤维。
实施例2
（1）常温下将1.2078g十二烷基吡啶盐酸盐加入到200ml的去离子水中，搅拌得到澄清的水溶液，十二烷基吡啶盐的浓度为20mmol/l；
（2）将30g的棉花完全浸没到上述溶液中，完全浸湿后加入20ml2mol/l的koh溶液；
（3）缓慢搅拌5小时，将棉花从溶液中取出，用清水清洗棉花纤维至近中性，然后离心去除棉花吸附的水分，室温干燥后即可得到具有均匀绿色荧光的棉花纤维。
实施例3
（1）常温下将1.2102g十二烷基吡啶盐酸盐加入到200ml的去离子水中，搅拌得到澄清的水溶液，十二烷基吡啶盐的浓度为20mmol/l；
（2）将30g的棉花完全浸没到上述溶液中，完全浸湿后加入20ml2mol/l的koh溶液；
（3）加热至80摄氏度，缓慢搅拌1小时，将棉花从溶液中取出，用清水清洗棉花纤维至近中性，然后离心去除棉花吸附的水分，室温干燥后即可得到具有均匀黄色荧光的棉花纤维。
实施效果评价，通过实验测试，进一步说明本发明所达到的效果。
将上述实施例1制备的荧光棉花纤维进行扫描电镜测试表征，和制备前的棉花纤维相比，其形貌没有发生变化（图1），证明荧光棉花纤维的制备过程对其纤维结构没有影响。
在紫外灯的照射下（波长：365nm），上述实施例2制备的荧光棉花纤维具有较强的黄绿色荧光（图2），且发光均匀，证明本发明制备的荧光棉花纤维荧光性能优异。