环保防伪包装用蒽类喷墨油墨制备及性能研究

目的为了制备环保防伪喷墨油墨,选用蒽类衍生物作为荧光染料,并研究油墨的各项性能。方法首先研究此荧光化合物的光物理性能和溶剂化显色效应,接着选用合适溶剂制备环保荧光喷墨油墨,通过改变树脂种类和溶剂含量制备不同油墨样品,并测试油墨的荧光性能,探讨树脂和溶剂对荧光材料荧光性能的影响,确定油墨的最优配方,最后根据最优配方制备油墨,进行上机印刷,获得印刷样张,并对印刷样张的印刷质量进行评价。结果 9-取代(4,4’-二甲基二苯胺基)蒽具有较好的光物理性能,并能溶解于乙醇溶液中,符合环保油墨制备的要求。结论 9-取代(4,4’-二甲基二苯胺基)蒽可以发出550 nm的绿光,并具有高量子产率(0.68)、高荧光寿命(4.56 ns);选用丙烯酸树脂,且溶剂质量分数为85%时,制备的荧光喷墨油墨具有较好的荧光性能和印刷质量。     

助剂对紫外荧光喷墨油墨发光性能的影响

为了获得衰减不明显的高荧光强度的紫外荧光喷墨油墨,选用乙醇和三乙醇胺分别作为干燥剂和pH 值调节剂,配制油墨样品,探讨了乙醇和三乙醇胺含量对荧光强度的影响;选用不同种类及含量的紫外吸收剂,分别制备油墨样品,探讨了紫外吸收剂种类和含量对荧光强度、荧光衰减的影响。结果表明,随着乙醇含量的增加,三乙醇胺含量的降低,荧光强度显著增强;紫外吸收剂UV-7292 对荧光强度影响较小,且能改善油墨的耐光性能。在满足其它性能的前提下,当乙醇、三乙醇胺和紫外吸收剂UV-7292 的质量分数分别为15%,0. 6%和0. 5%时,紫外荧光喷墨油墨发光性能最佳。     

吸收剂含量对电磁吸收喷墨油墨印刷适性的影响

目的制备性能优异的电磁吸收喷墨油墨,研究电磁吸收剂含量对油墨印刷适性的影响。方法测试吸收剂含量不同时的电磁吸收油墨的粒径、表面张力、粘度、光固化速度,研究电磁吸收剂含量的变化对电磁吸收喷墨油墨印刷适性的影响规律,获得最合适的电磁吸收剂用量。结果当吸收剂质量分数为0.025%,0.05%或0.1%时,油墨粒径在200~300 nm范围内呈现正态分布;当吸收剂质量分数为0.2%时,大部分油墨的粒径超过500 nm,分散性相对较差。随着电磁吸收剂质量分数的增加,油墨表面张力和粘度均呈下降趋势。当吸收剂质量分数为0.025%和0.05%时,油墨表面张力分别为25.76,25.94 m N/m,油墨粘度分别为0.1354,0.1083 Pa·s,均与喷墨3D打印机专用树脂表面张力和粘度接近。此外,该2种油墨光固化过程中的相对反应速率与3D打印机专用树脂也较接近。结论经综合考虑,当吸收剂质量分数为0.05%时的油墨印刷适性和固化速度最佳。     

三色碳点荧光防伪油墨的制备与性能研究

目的 通过优化碳点合成方法和油墨配方,制备一种具有优良防伪效果和印刷适性的环保丝网印刷油墨。方法 以邻苯二胺为碳源,水或乙醇为溶剂,采用溶剂(水)热法制备红色和黄色碳点。以柠檬酸钠和碳酸氢铵为碳源和氮源制备蓝色碳点,并对三色碳点的结构组成和光学性质进行表征和分析。以三色碳点作为荧光颜料,选择乙醇或水作为溶剂,水性环氧树脂或聚丙烯酸树脂作为连接料,通过实验获得最佳配比,制备三色荧光防伪油墨。结果 三色碳点均具有较为均匀的尺寸,在365 nm紫外光激发下分别发射725 nm的红色荧光、450 nm的蓝色荧光和570 nm的黄色荧光,且rCDs、bCDs和yCDs的荧光量子产率分别为56.63%、64.37%和78.26%。通过对pH、细度、黏度等性能测试,该荧光防伪油墨各项印刷适性指标良好。结论 通过优化碳点合成方法可控调节荧光发射光谱,制备出具有较宽的紫外吸收带、较窄的发射光谱带、荧光量子产率高的三色碳点。以此碳点作为荧光颜料可以制备出印刷适性良好的水性油墨,满足荧光防伪印刷的要求。     

水性丝印荧光油墨色彩再现研究

目的为了更好地研究加色法成像机理,改善红色水性荧光丝印油墨的荧光性能,进而对三色荧光油墨的呈色性能进行研究。方法通过改变不同红色荧光材料的含量研究红色水性荧光丝印油墨的荧光性能,接着在此基础上,得出红、绿、蓝三色荧光油墨的色域,比较不同呈色方式对三色油墨荧光性能的影响,并探讨2种不同的承印物对三色油墨呈色性能的影响。结果当荧光粉质量分数为6%时,红色水性丝印荧光油墨的荧光强度最好。三色荧光油墨的色域范围比s RGB范围略小,可以满足色彩再现的研究需要。丝印时,网点并列比网点叠合更有利于荧光油墨彩色信息的真实再现。不含荧光剂的承印物有利于荧光油墨的色彩再现,纸张比pc膜色调再现能力好。结论最终制备的水性丝印荧光油墨具备优良的荧光性能,可以再现s RGB色域内的大部分色彩。     

用于塑料薄膜的荧光凹印油墨的制备与性能研究

目的 采用自制荧光粉一步法制备系列无苯无酮荧光凹印油墨, 并研究其性能。方法 用荧光发射光谱初步表征自制荧光粉, 并探究荧光粉含量对油墨黏度、 细度和附着牢度的影响, 研究所制油墨印刷样张的荧光性能, 筛选与市售荧光凹印油墨性能接近的配方。结果 自制荧光粉为一种稀土铽配合物, 油溶性佳、 分散性好、 亮度高; 所制油墨印刷样张在自然光下无色, 紫外中波下呈明亮绿色; 随着荧光粉含量的增加, 油墨黏度增大, 细度和附着牢度无明显变化; 附着牢度高, 耐光性和耐热性强。结论 当荧光粉质量分数为2%时, 其印刷样张最强发射峰的荧光强度与市售荧光凹印油墨最强发射峰的荧光强度相近, 配方无苯无酮符合食品包装要求, 且其细度、 黏度、 附着牢度、 耐光性和耐热性均符合国标要求, 可作为优选配方。     

铕配合物对胶印荧光防伪油墨荧光性能的影响

分别选用铕-β-二酮类三元配合物、铕-芳香羧酸类三元配合物、铕-β-二酮-芳香羧酸类四元配合物作为荧光剂,制备了荧光防伪胶印油墨,研究了荧光剂种类、荧光剂用量对油墨荧光性能的影响。结果表明:铕-β-二酮-芳香羧酸类四元配合物具备有发光强度高,热、光稳定性好等优点,适合制备荧光防伪油墨;该类油墨中荧光剂质量分数在8%左右较为适宜。     

即开票用水性油墨刮开性能影响因素研究

目的 制备性能优异的即开型彩票专用柔性版水性油墨,研究影响油墨刮开性的因素。方法 分别改变油墨配方中树脂的种类,润湿剂的种类、配比,以及乳液的种类及配比,以配制油墨,并测试油墨在隔离油上的刮开性能。探究即开票用水性油墨刮开性的影响因素。结果 选用研磨树脂Joncryl 678,油墨的刮开性能较好;润湿剂选用TEGO wet245,其质量分数为4%时,能够使油墨在正常上墨的前提下,保证较好的综合刮开性能;选用Neocryl A-1120,其质量分数为50%时,刮开层能被有效刮开,且票样老化后能够正常刮开;综合考虑各因素之间的相互作用,选择润湿剂245的质量分数为4%,乳液A-1120的质量分数为50%时,油墨的综合刮开性能最优。结论 油墨配方中的研磨树脂对油墨的刮开性有一定影响。润湿剂种类和含量对刮开墨的刮开性影响较大。其中润湿剂还影响油墨在UV光油打底样张上的上墨情况,鉴于即开票的特殊性,需对遮盖性和刮开性进行综合考量,最终合理选择和添加润湿剂。乳液在油墨配方中对墨层的刮开性起着决定性的作用。润湿剂种类与乳液种类,润湿剂含量与乳液含量间的交互作用对油墨刮开性的影响较大,在评价油墨刮开性的影响因素时,需考虑各组分的交互作用。     

基于水性油墨的双重防伪二维码的设计与实现

目的 研制温变油墨和立体防伪变色油墨2种绿色环保的水性油墨,开发一种具有双重防伪功能的二维码,加强二维码的防伪功能。方法 研究不同感温变色粉用量对温变油墨色差和色度的影响。采用单因素试验考察发泡温度、发泡剂含量、PU树脂含量对立体防伪变色油墨发泡高度和耐摩擦性的影响。结果 感温变色粉的质量分数为20%时,温变油墨的颜色最接近二维码标准黑色。发泡剂质量分数为20%,发泡温度为120℃时,立体防伪变色油墨的发泡高度达到最佳值。承印物为白卡纸,PU树脂质量分数为3%时,立体防伪变色油墨的耐摩擦性最佳。承印物为金卡纸,PU树脂的质量分数为15%时,立体防伪变色油墨的耐摩擦性最佳。双层防伪二维码的上层图案（黑色二维码）在常温下可见,加热至70℃时消失,同时隐藏在下层的防伪标识显现出来,继续加热防伪标识逐渐呈现立体感,且在120℃时立体感达到最佳,整个过程颜色可逆,但立体感不可逆。结论 双重防伪二维码通过上层和下层图案在不同温度下交替显示和隐藏进行防伪,方便大众进行验证和确认,在不失趣味性的同时强化了防伪功能。     

N-三嗪马来酰亚胺聚合型荧光增白剂合成及性能

以N,N-二甲基甲酰胺(DMF)为溶剂,醋酸酐为脱水剂,将传统三嗪氨基二苯乙烯荧光分子通过脱水闭环反应对马来酸酐改性,并与苯乙烯共聚合成了系列N-三嗪马来酰亚胺聚合型荧光增白剂。采用UV、荧光发射光谱等研究了其在水和DMF中光物理特性和光化学顺反异构性能及取代基的影响。研究表明,共聚后反式活性荧光单体固定在大分子链上,可显著提高发色团的稳定性及荧光量子产率,降低光致异构现象。同时三嗪环上取代基的类型对光吸收和荧光分配并无显著影响,顺反式异构体的比例主要取决于取代基性质,溶剂的极性影响三嗪-二苯乙烯荧光物质光物理化学性质。     

荧光量子效率绝对法测量系统校准及不确定度评定

荧光量子效率是发射与吸收的光子数之比,是表征荧光材料发光性能的关键参数。然而,用于绝对法测量荧光量子效率的光路和探测器未经校准溯源或是校准方法不当,会造成测量光谱的不准确,进一步影响荧光量子效率计算结果的不准确。采用汞氩灯对单色仪进行校准,保证了激发波长和发射波长的准确性,利用标准辐射源对光路、发射单元单色仪和探测器进行光谱相对强度校准,保证了激发波段和发射波段光谱相对强度的准确性;最后从测量模型出发,对测量不确定度进行了分析,得到在300~360nm的激发光波段和370~900nm的发射光波段内相对合成标准不确定度为3.58%,相对扩展不确定度为7.16%,k=2。通过对单色仪波长校准以及对光谱相对强度进行校准,为荧光量子效率的准确测量提供了参考。     

Measurement of the Fluorescence Quantum Yield Using a Spectrometer With an Integrating Sphere Detector

A method is proposed for measuring the fluorescence quantum yield (QY) using a commercial spectrophotometer with a 150 mm integrating sphere (IS) detector. The IS detector is equipped with an internal cuvette holder so that absorbance measurements can be performed with the cuvette inside the IS. In addition, the spectrophotometer has a cuvette holder outside the IS for performing conventional absorbance measurements. It is shown that the fluorescence quantum yield can be obtained from a combination of absorbance measurements of the buffer and the analyte solution inside and outside the IS detector. Due to the simultaneous detection of incident and fluorescent photons, the absorbance measurements inside the IS need to be adjusted for the wavelength dependence of the photomultiplier detector and the wavelength dependence of the IS magnification factor. An estimate of the fluorescence emission spectrum is needed for proper application of the wavelength-dependent adjustments. Results are presented for fluorescein, quinine sulfate, myoglobin, rhodamine B and erythrosin B. The QY of fluorescein in 0.1 mol/L NaOH was determined as 0.90±0.02 where the uncertainty is equal to the standard deviation of three independent measurements. The method provides a convenient and rapid estimate of the fluorescence quantum yield. Refinements of the measurement model and the characteristics of the IS detector can in principle yield an accurate value of the absolute fluorescence quantum yield.     

一种新型罗丹明席夫碱(RHBS)制备及多功能性研究

以罗丹明B酰肼、3-溴水杨醛为原料,通过活性氨基与醛基的缩合反应,制备了一种新型罗丹明B席夫碱化合物(RHBS)。该化合物作为配体与锌离子配位,可得到新的红光发光材料[RHBS-Zn(Ⅱ)];作为荧光探针,可实现锌离子高灵敏选择性。通过核磁共振氢谱、红外光谱、紫外光谱、荧光光谱对席夫碱配体RHBS及配合物[RHBS-Zn(Ⅱ)]进行了结构和性能的分析。结果分析表明:锌离子以1∶1的方式与配体RHBS上亚氨基的N原子、羰基中的O原子及酚基中的O原子配位,形成锌离子配合物[RHBS-Zn(Ⅱ)]。在556 nm光的激发下,配合物在587 nm处有明显的特征红色荧光产生,且配合物的发光荧光量子产率达15.1%。同时,在587 nm处,不受其它离子干扰,对Zn(Ⅱ)具有高的荧光探针选择性,是Zn(Ⅱ)很好的荧光探针检测材料。     

Bright green fluorescence of Asian paper wasp nests

An exceptionally bright fluorescent biomatter was discovered when exploring, with UV-A light, the nests of several oriental paper wasp species of the genus Polistes, a genus of diurnal social insects. Fluorescence spectra of the cocoon cap membranes revealed narrow emission bands in the green range of the visible spectrum. Large Stokes shifts of around 160 nm and high fluorescence quantum yields of up to 35% were measured. Transmission spectra were recorded in order to estimate the contribution of the fluorescence to the visible light transmitted through the cocoon cap membrane. The nest fluorescence of the Vietnamese wasps was compared with a European and an American species. Potential biological functions of these interesting fluorescence properties of the studied biomaterial are discussed. The discovery of this striking example of a fluorescent terrestrial biomaterial may contribute to the debate on adaptive biological functions of natural fluorescence and falls in line with the growing interest in biodiversity and bio-inspiration.     

六氯化钨/正丁基三苯基锡催化聚苯乙炔的制备及荧光性能研究

使用新型WCI6-n-BuPh3Sn催化体系聚合苯乙炔,获得了高产率和高分子量的聚苯乙炔。研究了不同聚合溶剂对聚合物结构及分子量影响,使用UV、IR、NMR、GPC等分别对聚合物结构进行表征。采用不同波长的激发光对聚合物荧光性能进行详细研究,结果表明：在低于290nm和高于400nm激发光皮长,聚合物几乎不呈现荧光性能。当聚合物在350nm被激发时呈现较强发光量子效率。对聚合物溶液荧光性能的研究表明：当溶液浓度低于0.1g／L时,聚苯乙炔发光强度与溶液浓度成正比,在溶液浓度高于0.1g／L,例如0.5g／L时呈现了浓度自猝灭效应。同时,从荧光性能研究显示这种催化剂获得的聚合物具有较差的规整性。     

Fluorescence of aromatic amines and their fluorescamine derivatives for detection of explosive vapors

Nitroaromatics (such as dinitrotoluene, trinitrotoluene, and nitrobenzene) found in explosive vapors from buried landmines can be reduced to aminoaromatics by a novel process involving Pd metal nanocatalysts prepared in supercritical fluid carbon dioxide and supported on multi-walled carbon nanotubes. These aminoaromatics are fluorescent and, if desired, the fluorescence yield can be increased and the fluorescence maxima shifted further toward the red by reaction with appropriate derivatizing agents such as fluorescamine. Corrected spectra for these chemicals and their derivatives are included. Subpicomolar detection limits have already been achieved using a laboratory spectrofluorometer with a 150 W Xe arc lamp. Using lasers as excitation sources, this approach has the potential for developing a field sensor competitive with other methods currently used for detecting explosive vapors from land mines.     

树枝状1,8-萘酰亚胺化合物的合成和荧光性能

以三聚氯氰、无水哌嗪、N-氨乙基哌嗪、4-溴-1,8-萘酸酐为主要原料,通过收敛法高效地合成了四种具有反应活性的树枝状1,8-萘酰亚胺化合物,对产物进行了红外光谱(IR)和核磁共振(1H-NMR、13C-NMR)表征,并研究了其荧光光谱性能。结果表明,该合成工艺简单,无需繁杂的官能团保护,且每步的收率都在90%以上,污染小;得到的树状产物在常见非质子溶剂中具有很好的溶解性;当树状产物的核上连接哌嗪而形成Dπ--A结构后,最大荧光发射波长由442 nm变为512 nm,发生了明显的红移;而且随树状产物代数的增加,荧光强度几乎成倍增长。有望作为一类非常重要的功能材料,具有良好的应用前景。     

荧光薄膜材料荧光特性对荧光显微镜分析测量效果的影响

荧光显微镜测量结果的准确性,受仪器的线性动态范围、光场均匀性及光源稳定性等因素影响。运用荧光薄膜材料对荧光显微镜进行实验验证,发现荧光线性、均匀性及稳定性等荧光特性对于荧光显微镜分析测量效果十分重要。对荧光薄膜材料的光谱特性、线性、均匀性及光稳定性等方面进行研究,建立了荧光薄膜材料荧光特性的测量方法,对荧光显微镜校准方法进行了初步探索,为荧光显微镜的校准奠定了基础。     

Fluorescence quantum yields of a series of red and near-infrared dyes emitting at 600-1000 nm

The determination of the fluorescence quantum yields (QY, Φ(f)) of a series of fluorescent dyes that span the absorption/excitation and emission ranges of 520-900 and 600-1000 nm is reported. The dyes encompass commercially available rhodamine 101 (Rh-101, Φ(f) = 0.913), cresyl violet (0.578), oxazine 170 (0.579), oxazine 1 (0.141), cryptocyanine (0.012), HITCI (0.283), IR-125 (0.132), IR-140 (0.167), and four noncommercial cyanine dyes with specific spectroscopic features, all of them in dilute ethanol solution. The QYs have been measured relative to the National Institute of Standards and Technology's standard reference material (SRM) 936a (quinine sulfate, QS) on a traceably characterized fluorometer, employing a chain of transfer standard dyes that include coumarin 102 (Φ(f) = 0.764), coumarin 153 (0.544), and DCM (0.435) as links between QS and Rh-101. The QY of Rh-101 has also been verified in direct measurements against QS using two approaches that rely only on instrument correction. In addition, the effects of temperature and the presence of oxygen on the fluorescence quantum yield of Rh-101 have been assessed.