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本文研究开发了一种结合光纤材料的发光织物。将端发光聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)芯聚合物光纤(POF)作为纬纱与普通纺织纤维交织形成织物。对光纤进行侧发光处理,用小型发光二极管提供光源,使入射光能在光纤侧面透出,形成发光图案,其中光纤的侧发光性能是形成发光织物的关键。因此重点研究了如何获得发光效果较好的侧发光光纤,论文利用溶剂处理、拉伸纤维和弯曲作用这三种方法来获得侧发光,并对发光亮度进行了表征。最后设计完成了两个发光织物的实例。
论文首先对发光织物及塑料光纤的研究现状进行了论述分析,综述了本文研究的目的与意义,提出了论文的创新点、重点、难点和关键点以及主要研究内容。
为了获得侧发光,对PMMA芯的POF,分别用试剂处理表面或在一定温度下拉伸纤维,对获得的侧发光亮度与光源距离之间的关系进行了表征与分析,建立了敏感系数、沿纤维轴向的长度、侧面发光系数等发光参数与侧发光强度的基本模型。结果表明:试剂法处理得到的侧发光光纤亮度较高,侧发光亮度随着长度增加呈指数衰减,最高可达5cd.m-2以上。拉伸法处理得到的光纤侧发光亮度较低,亮度波动较小,最高亮度可达1.38cd.m-2。
另外对光纤在织物中的弯曲形态进行了模拟,并对其侧发光亮度进行了表征。定性得出了曲率半径与侧发光亮度之间的关系,小半径弯曲时亮度大于大半径弯曲。弯曲时最高亮度可达29cd.m-2。
最后,制作了两个发光织物的实例。通过织物图案设计与原料选配,将光纤织入织物,对需要发光部位光纤进行处理,采用双光源入射提供光源。亮度测试结果表明:织物发光效果明显,亮度值远远高于人眼所能见到的最低亮度。该发光织物不仅可以用于服装的局部结构、装饰用纺织品,还可以用于安全领域,用于警示与指示等,进一步研究可制作柔性织物显示器。