植物纖維在離子液體中的溶解、改性及氣凝膠制備的研究.pdf

1、本文以香蕉纖維、劍麻纖維為原料，離子液體[Amim]Cl、[Bmim]Cl為溶劑，研究了香蕉纖維、劍麻纖維在這兩種離子液體中的溶解行為；以香蕉纖維素、劍麻纖維素為原料，乙酸酐為酯化劑，[Amim]Cl、[Bmim]Cl為反應(yīng)介質(zhì)，研究了香蕉纖維素、劍麻纖維素在這兩種離子液體中的均相改性；結(jié)合冷凍真空干燥，利用香蕉纖維素/[Amim]Cl溶液制備香蕉纖維素氣凝膠及復(fù)合阻燃劑香蕉纖維素氣凝膠；通過(guò)疏水改性，制備具有疏水性能的香蕉纖維素氣凝膠

2、。得出以下主要結(jié)論：
　　1．離子液體可以作為香蕉、劍麻纖維的直接溶劑，香蕉、劍麻纖維溶解在[Amim]Cl、[Bmim]Cl的過(guò)程中，隨著溶解溫度的增加，溶解時(shí)間會(huì)隨之減小。香蕉纖維的溶解溫度要低于劍麻纖維的溶解溫度，并且兩種纖維在[Amim]Cl中的溶解溫度要低于在[Bmim]Cl中的溶解溫度。通過(guò)香蕉、劍麻纖維素聚合度的測(cè)定，隨著溶解溫度的增加其纖維素聚合度先增大，后減小；隨著溶解時(shí)間的增大，其纖維素聚合度隨之減小。最優(yōu)條件

3、：香蕉纖維分別在[Amim]Cl和[Bmim]Cl中的溶解溫度、溶解時(shí)間為80℃、65min和100℃、163min；劍麻纖維分別在[Amim]Cl和[Bmim]Cl中的溶解溫度、溶解時(shí)間為120℃、72min和140℃、265min。
　　2．離子液體[Amim]Cl或[Bmim]Cl為反應(yīng)介質(zhì)，乙酸酐為酯化劑、對(duì)香蕉纖維素和劍麻纖維素進(jìn)行均相改性。結(jié)果表明香蕉纖維素在[Amim]Cl和[Bmim]Cl中反應(yīng)的最優(yōu)條件分別為乙酸

4、酐/AGU為5:1、80℃、4h，取代度為0.507；乙酸酐/AGU為5:1、100℃、3h，取代度為0.455。劍麻纖維素在[Amim]Cl和[Bmim]Cl中反應(yīng)的最優(yōu)條件分別為乙酸酐/AGU為5:1、90℃、2h，取代度為0.742；乙酸酐/AGU為5:1、80℃、4h，取代度為0.868。
　　3．香蕉纖維素/[Amim]Cl溶液結(jié)合冷凍真空干燥的方法制備香蕉纖維素氣凝膠以及復(fù)合纖維素氣凝膠。結(jié)果表明香蕉纖維素氣凝膠具有很

5、小的密度為0.034～0.207g/cm3；吸水倍數(shù)能達(dá)到7～14倍，吸油倍數(shù)能達(dá)到7～12倍；其微觀結(jié)構(gòu)為網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，在纖維素濃度5％時(shí)，其內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)最好，具有孔大小均一，連續(xù)，致密性。香蕉纖維素∕阻燃劑（氫氧化鎂、氫氧化鋁、聚磷酸銨）復(fù)合氣凝膠，提高了纖維素氣凝膠的熱穩(wěn)定性，纖維素∕Mg(OH)2復(fù)合氣凝膠材料的熱穩(wěn)定性要好于其他兩種復(fù)合材料，故選用氫氧化鎂較其他兩種阻燃劑比較合適一些。
　　4．通過(guò)三甲基氯硅烷、乙酸酐對(duì)氣凝