本發(fā)明涉及材料，具體涉及一種丙烯腈類化合物及其制備方法與在聚乳酸纖維材料中的應用。

背景技術：

1、近年來，丙烯腈類化合物作為一類新型熒光探針，憑借其獨特的分子結構，能夠在分子內(nèi)部發(fā)生電荷轉移，從而展現(xiàn)出卓越的刺激響應熒光特性。這些化合物不僅因其在熒光性能上的出色表現(xiàn)而引人注目，還因其具備優(yōu)異的生物活性，在藥物傳遞系統(tǒng)、生物相容性材料等多個領域展現(xiàn)出了廣泛的應用潛力。鑒于這些獨特優(yōu)勢，丙烯腈類化合物作為熒光探針，無疑具有巨大的科研價值和應用前景。然而，在實際應用過程中，盡管這類化合物本身擁有優(yōu)異的熒光性能，但由于分子間相互作用和擴散限制的影響，熒光探針分子與待測物質(例如酸堿蒸氣)之間的接觸效率卻相對較低，這在一定程度上限制了其應用效果。

2、另一方面，聚乳酸(pla)作為一種新型的生物可降解聚合物，因其既可溶解又可熔融，從而具備了極其出色的可加工性能，并因此在多個領域展現(xiàn)出了廣闊的應用前景。通過負載熒光探針等功能性小分子化合物，pla已在生物科技、食品安全、醫(yī)療健康等要求嚴苛的領域得到了廣泛應用。尤其是pla非織造材料，由于其成型工藝流程短、產(chǎn)量大，并且同時具有較高的比表面積和強度，從而在pla的各種應用領域中占據(jù)了明顯的優(yōu)勢。

3、然而，在pla非織造材料的成型過程中，通常需要經(jīng)歷高溫高壓的環(huán)境，這導致所負載的高附加值小分子熒光探針可能會在高溫下發(fā)生降解而失去功能，或者被pla熔體裹挾并包埋在纖維內(nèi)部而無法正常發(fā)揮作用。因此，如何有效地將小分子熒光探針牢固地負載于pla非織造材料上，并確保其能夠正常發(fā)揮功能，成為了相關領域亟待解決的技術難題。

4、為應對這一挑戰(zhàn)，研究人員嘗試采用靜電紡絲或靜電噴射技術，將小分子熒光探針沉積在pla材料的外表面，從而使其能夠發(fā)揮應有的功能。然而，通過這種方法沉積的小分子熒光探針與纖維基體之間的相互作用力相對較弱，容易導致探針脫落，進而影響材料的使用效果。

5、因此，優(yōu)化丙烯腈類化合物的結構，并使其能夠穩(wěn)定、有效地負載于pla等非織造材料上，并充分發(fā)揮其熒光性能仍是一項具有挑戰(zhàn)性的技術。

技術實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明旨在至少解決現(xiàn)有技術中存在的技術問題之一。為此，本發(fā)明提出一種新的丙烯腈類化合物，該化合物具有優(yōu)異的熒光性能。

2、本發(fā)明還提出上述化合物的制備方法。

3、本發(fā)明還提出上述化合物的應用。

4、根據(jù)本發(fā)明第一方面實施例的丙烯腈類化合物，所述丙烯腈類化合物具有如下結構式：

5、其中，y＝s或nh。

6、根據(jù)本發(fā)明實施例的丙烯腈類化合物，至少具有如下有益效果：本發(fā)明方案結構的丙烯腈類化合物具有優(yōu)異的熒光性能，能夠穩(wěn)定、有效地負載于pla等非織造材料上，且與待測物質之間具有較高的接觸效率，負載有本發(fā)明方案化合物的纖維具有優(yōu)異的水洗熒光性能。

7、根據(jù)本發(fā)明第二方面實施例的丙烯腈類化合物的制備方法，包括如下步驟：

8、使苯并咪唑-2-乙腈或苯并噻唑-2-乙腈與4'-(二甲基氨基)-[1，1'-聯(lián)苯]-4-甲醛反應，即得。

9、根據(jù)本發(fā)明的一些實施方式，所述制備方法包括如下步驟：將苯并咪唑-2-乙腈或苯并噻唑-2-乙腈制備成溶液，加入4'-(二甲基氨基)-[1，1'-聯(lián)苯]-4-甲醛和催化劑，加熱條件下反應。

10、根據(jù)本發(fā)明的一些實施方式，所述溶液的溶劑包括乙醇、甲醇、丙酮或丁酮中的至少一種。

11、根據(jù)本發(fā)明的一些實施方式，所述催化劑包括四丁基氫氧化銨。

12、根據(jù)本發(fā)明的一些實施方式，所述加熱條件包括：溫度85～95℃；和/或，時間為5～10h。

13、根據(jù)本發(fā)明第三方面實施例的應用，提出了一種纖維材料，所述纖維材料的制備原料包括復合功能探針，所述復合功能探針包含樹脂i和上述丙烯腈類化合物。

14、根據(jù)本發(fā)明的一些實施方式，所述纖維的制備原料還包括非織造材料，所述非織造材料與復合功能探針的質量比為0～75：25～100。

15、根據(jù)本發(fā)明的一些實施方式，所述非織造材料中含有樹脂ii。

16、根據(jù)本發(fā)明的一些實施方式，所述樹脂i和樹脂ii相同?？上嗤?，也可不同；采用同種樹脂進行靜電紡絲和非織造，熱力學相容性更好，屬于同質相容，靜電紡絲纖維和非織造纖維結合能力較強，耐久性較好。

17、根據(jù)本發(fā)明的一些實施方式，所述樹脂i和樹脂ii分別包括聚乳酸。也可采用其他樹脂。

18、根據(jù)本發(fā)明的一些實施方式，所述聚乳酸的分子量為100～200kda。

19、根據(jù)本發(fā)明的一些實施方式，所述樹脂i中包含分子量小于150kda的聚乳酸和分子量大于或等于150kda的聚乳酸。低分子量的聚乳酸具有優(yōu)異的熔融和溶解性能，在加工過程中能夠更容易地實現(xiàn)熔融流動和溶劑中的均勻分散；高分子量的聚乳酸分子間相互作用力增強，從而賦予了材料更高的強度和更好的機械性能。將其配合使用可以實現(xiàn)性能上的互補：低分子量聚乳酸有助于改善材料的加工性能和溶解性，而高分子量聚乳酸則能提升材料的整體強度和耐用性。

20、根據(jù)本發(fā)明的一些實施方式，所述分子量小于150kda的聚乳酸與分子量大于或等于150kda的聚乳酸的質量比為4：1～3：2。通過調控高分子量和低分子量pla樹脂比例，可進一步提高熒光探針與pla基體的結合力，從而進一步提高其耐久性。

21、根據(jù)本發(fā)明的一些實施方式，所述分子量小于150kda的聚乳酸與分子量大于或等于150kda的聚乳酸的質量比為6.5～7.5：2.5～3.5。

22、根據(jù)本發(fā)明的一些實施方式，所述分子量小于150kda的聚乳酸與分子量大于或等于150kda的聚乳酸的質量比為7：3。

23、根據(jù)本發(fā)明的一些實施方式，所述復合功能探針包含樹脂i、化合物i和化合物ii，其中，所述化合物i為所述化合物ii為

24、兩種熒光化合物同時加入時，可協(xié)同提升纖維材料的熒光性能。

25、根據(jù)本發(fā)明的一些實施方式，所述化合物i與化合物ii的質量比為3：1～1：3。

26、根據(jù)本發(fā)明第三方面實施例的應用，還提出了一種纖維材料的制備方法，包括如下步驟：

27、取丙烯腈類化合物和樹脂i制備成靜電紡絲溶液，在高壓靜電作用下成絲并沉積于非織造材料。

28、本發(fā)明方案創(chuàng)新性地采用了分步工藝，將非織造材料的成型過程與熒光探針的引入過程相分離。具體而言，首先，將一部分樹脂原料輸入至非織造生產(chǎn)設備中，通過特定的成型工藝，制備出基礎的非織造材料。隨后，在另一獨立步驟中，熒光探針與適量的樹脂制成均勻的溶液，這一溶液隨后利用先進的靜電紡絲技術，被沉積于先前制備的非織造材料表面或內(nèi)部。其有效避免了熒光探針在傳統(tǒng)熱加工或高剪切混合過程中可能遭受的性能損失。通過將熒光探針與樹脂在溶液狀態(tài)下混合，并借助靜電紡絲這一溫和且精確的沉積方法，本發(fā)明不僅保護了熒光探針的完整性，還顯著增強了熒光探針在最終復合材料中的熒光性能穩(wěn)定性及耐久性。此外，這種分步結合的策略還可使得熒光探針化合物在非織造材料中的均勻分布，進一步提升了材料的整體熒光效果。

29、根據(jù)本發(fā)明的一些實施方式，所述丙烯腈類化合物和樹脂i的質量比為3～10：50～100。

30、根據(jù)本發(fā)明的一些實施方式，所述靜電紡絲溶液中丙烯腈類化合物與溶劑的質量比為3～10：800～1000。

31、根據(jù)本發(fā)明的一些實施方式，所述靜電紡絲溶液的溶劑為dmf(二甲基甲酰胺)與dcm(二氯甲烷)的混合溶液。也可采用其他溶劑。

32、根據(jù)本發(fā)明的一些實施方式，dmf與dcm的體積比為3：1～1：3。

33、根據(jù)本發(fā)明的一些實施方式，所述靜電紡絲溶液的擠出速度為0.3～3ml/h；和/或，電壓為10～30kv，工作距離為10～20cm。

34、根據(jù)本發(fā)明的一些實施方式，所述非織造材料的制備過程包括如下步驟：將樹脂ii與防老化助劑混合，成型，即得。

35、根據(jù)本發(fā)明的一些實施方式，所述非織造材料的制備過程包括如下步驟：將100份pla、0.5～7份pbat顆粒、0.3-1份168抗氧劑、1-2份1010抗氧劑在混合均勻后，喂入紡粘設備或熔噴設備熔融成網(wǎng)，制得非織造材料，設備分區(qū)溫度為160-180℃。

36、根據(jù)本發(fā)明第三方面實施例的應用，還提出了一種無紡布，所述無紡布的制備原料包括上述纖維材料。

37、將上述丙烯腈類化合物的改性聚乳酸顆粒熔融擠出，通過紡粘技術即可制成無紡布。

38、根據(jù)本發(fā)明第三方面實施例的應用，還提出了上述纖維材料在酸性物質檢測中的應用。

39、本發(fā)明方案的纖維材料中含有的丙烯腈類化合物具有酸致變色的性質，因此，含有該化合物的纖維具有酸致變色性能，故而可實現(xiàn)酸性物質檢測且該材料在檢測完成后可通過堿性物質中和恢復性能，從而實現(xiàn)循環(huán)利用。

40、根據(jù)本發(fā)明的一些實施方式，所述酸性物質包括hcl或h2s中的至少一種。

41、本發(fā)明的附加方面和優(yōu)點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實踐了解到。