咪唑類離子液體的合成、對纖維素和木粉的溶解性能及其在高分子中的應用.pdf

1、本文合成了一系列咪唑類離子液體，研究了其對纖維素和杉木粉的溶解性能；以離子液體為介質，用丙烯酰胺接枝溶解的微晶纖維素或杉木粉制備了改性絮凝劑，考察了絮凝劑對污水的絮凝性能；采用原位方法制備了離子液體/杉木粉/酚醛樹脂復合膠粘劑，探討了離子液體和杉木粉對復合膠性能的影響。 主要研究內容如下： 1.以N-甲基咪唑、N-乙基咪唑、N-乙烯基咪唑和氯丙烯、氯乙醇等為原料，采用一步法合成了一系列咪唑類離子液體：[BMIM]Cl、[

2、AMIM]Cl、[HeNIIM]Cl、[AEIM]Cl、[HeEIM]Cl和[HeVIM]Cl等，并用紅外和氫核磁表征了離子液體的化學結構。側鏈基團對離子液體物理性質有很大的影響，側鏈越長，粘度越大，電導率和表面張力越小；側鏈含有雙鍵基團的離子液體，電導率較高；含有羥基的離子液體表面張力較大。與水或一般有機溶劑相比，合成的咪唑類離子液體的密度、粘度和沸點都比較高，表面張力都比較低。 2.采用不同濃度的堿溶液在不同工藝條件下(常溫

3、常壓、微波和高壓罐)分別對纖維素和杉木粉進行預處理。處理后的纖維素和杉木粉的氫鍵作用均被削弱，相對結晶度均被降低。在高壓罐(140℃)中分別浸潰棉纖維、微晶纖維素和杉木粉的最佳NaOH溶液濃度分別是30％、15％和25％。處理前后棉纖維聚合度由1180降低到632，結晶度由82.6％降到53.3％，微晶纖維素聚合度由306降到153，結晶度由92.0％降到49.2％，杉木粉相對結晶度由61.0％降到2.4％。 3.采用微波加熱法

4、或傳統(tǒng)加熱法對處理過的纖維素和杉木粉進行溶解，考察了離子液體的溶解性能，探討了溶解工藝、溶解溫度等對纖維素和杉木粉的溶解率的影響。以N-乙基咪唑、氯乙酸和氯化亞砜為原料，合成帶有酰氯基團的離子液體中間體，再與棉纖維酰氯酯化制備了離子化纖維素酯，并考察其溶解性能。微波加熱法的溶解效果遠遠優(yōu)于傳統(tǒng)加熱法，且最佳溶解溫度為90℃左右。離子液體[HeVIM]Cl的溶解效果最好，溶解后得到的再生纖維素或木粉殘渣相對結晶度變小，熱穩(wěn)定性降低，表觀形

5、貌發(fā)生變化。與離子液體相比，制備的離子化纖維素酯對纖維素的溶解能力更佳，但對纖維素的降解作用也很大。 4.以離子液體為介質，用微波(400w，90℃)溶解過的微晶纖維素或杉木粉和單體丙烯酰胺接枝共聚分別制備了改性的纖維素絮凝劑和木素絮凝劑，考察了改性絮凝劑對煤泥水和陶土污水的絮凝性能。離子液體為介質制備的絮凝劑性能遠遠優(yōu)于水介質。當離子液體與纖維素的質量比為25:1，聚合溫度為45℃時，制備的纖維素絮凝亮劑(AM-g-MCC)性

6、能最優(yōu)。當單體質量百分數為25％，離子液體與木粉的質量比為30:1，木粉與單體質量比為1:4時制備的木素絮凝劑(AM-g-Wood)性能最好。改性絮凝劑均具有較好的絮凝效果，其中木素絮凝劑更適合處理細粒級的陶土污水。 5.用離子液體在微波條件下(400w，90℃)預先溶解杉木粉，再與苯酚甲醛共混制備了離子液體/杉木粉/酚醛樹脂的復合膠粘劑，探討了杉木粉對復合膠游離醛的捕捉作用及離子液體對膠合性能的影響。側鏈帶有羥基的離子液體制備