[Amim]Cl為溶劑的纖維素濃溶液及其再生纖維的性能研究.pdf

1、離子液體作為近年來興起的一類極其應(yīng)用前景的綠色溶劑，為纖維素溶劑體系開辟了一個新領(lǐng)域。本論文以氯代1-烯丙基-3-甲基咪唑([Amim]CD離子液體為溶劑，制備了纖維素濃溶液，研究了其流變行為，并運用干噴濕紡技術(shù)制備了再生纖維素纖維。
　　 本文研究中，首先合成了[Amim]Cl離子液體，并通過紅外光譜(FTIR)、元素分析(EA)、核磁共振(NMR)和質(zhì)譜分析對離子液體的組成與結(jié)構(gòu)進行分析和表征。其次，通過偏光顯微鏡下的觀察，

2、研究了纖維素在[Amim]Cl中的溶解過程。
　　 以[Amim]Cl為溶劑，采用密煉機進行纖維素的動態(tài)溶解，根據(jù)溶解過程中體系扭矩隨時間變化的關(guān)系確立了纖維素在[Amim]Cl中的完全溶解時間。通過正交實驗分析了溶解溫度、纖維素含量和螺桿轉(zhuǎn)速三因素對纖維素完全溶解時間的影響。根據(jù)粘度法測定了再生纖維素的聚合度(DP)，隨著攪拌時間的增長、溶解溫度的提高以及螺桿轉(zhuǎn)速的提高，再生纖維素的聚合度降低。運用雙螺桿擠出機成功制備了纖維素

3、/[Amim]Cl濃溶液。
　　 纖維素/[Amim]Cl濃溶液流變行為的研究表明該濃溶液屬于切力變稀的非牛頓流體，且Cox-Merz規(guī)則對該濃溶液是適用的。通過Cross粘度模型詳細分析了溫度和濃度對溶液穩(wěn)態(tài)流變行為的影響，溶液零切粘度與濃度成指數(shù)關(guān)系，指數(shù)隨著溫度的增加而增大，粘流活化能隨著溶液濃度的提高而下降。非牛頓指數(shù)隨著溶液濃度的提高和溫度的降低而減小。運用約變法歸納了纖維素/[Amim]Cl濃溶液的主曲線，并與聚丙烯

4、熔體的流變行為進行了對比。結(jié)果表明，適合紡絲的濃溶液濃度應(yīng)不超過20 wt％。
　　 通過干濕法紡絲制得了再生纖維素纖維，隨著纖維素/[Amim]Cl濃溶液中纖維素濃度的提高，纖維的力學性能有所提高。通過FESEM、XRD、TG對纖維的表面和截面形態(tài)結(jié)構(gòu)、結(jié)晶結(jié)構(gòu)和耐熱性進行了分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：制得的纖維表面較光滑、截面較密實，只有輕微孔洞出現(xiàn)；纖維素在溶解、紡絲成形中，纖維素的晶胞結(jié)構(gòu)由纖維素Ⅰ轉(zhuǎn)變?yōu)槔w維素Ⅱ；再生纖維素纖維的熱