咪唑類離子液體的合成、對(duì)纖維素和木粉的溶解性能及其在高分子中的應(yīng)用.pdf

1、本文合成了一系列咪唑類離子液體，研究了其對(duì)纖維素和杉木粉的溶解性能；以離子液體為介質(zhì)，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(duì)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(fù)合膠粘劑，探討了離子液體和杉木粉對(duì)復(fù)合膠性能的影響。 主要研究?jī)?nèi)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(xué)結(jié)構(gòu)。側(cè)鏈基團(tuán)對(duì)離子液體物理性質(zhì)有很大的影響，側(cè)鏈越長(zhǎng)，粘度越大，電導(dǎo)率和表面張力越?。粋?cè)鏈含有雙鍵基團(tuán)的離子液體，電導(dǎo)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(jī)溶劑相比，合成的咪唑類離子液體的密度、粘度和沸點(diǎn)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(duì)纖維素和杉木粉進(jìn)行預(yù)處理。處理后的纖維素和杉木粉的氫鍵作用均被削弱，相對(duì)結(jié)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(jié)晶度由82.6％降到53.3％，微晶纖維素聚合度由306降到153，結(jié)晶度由92.0％降到49.2％，杉木粉相對(duì)結(jié)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(duì)處理過(guò)的纖維素和杉木粉進(jìn)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(duì)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(tuán)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(yuǎn)遠(yuǎn)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?jiān)鄬?duì)結(jié)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(duì)纖維素的溶解能力更佳，但對(duì)纖維素的降解作用也很大。 4.以離子液體為介質(zhì)，用微波(400w，90℃)溶解過(guò)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(duì)煤泥水和陶土污水的絮凝性能。離子液體為介質(zhì)制備的絮凝劑性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于水介質(zhì)。當(dāng)離子液體與纖維素的質(zhì)量比為25:1，聚合溫度為45℃時(shí)，制備的纖維素絮凝亮劑(AM-g-MCC)性

6、能最優(yōu)。當(dāng)單體質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為25％，離子液體與木粉的質(zhì)量比為30:1，木粉與單體質(zhì)量比為1:4時(shí)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(xì)粒級(jí)的陶土污水。 5.用離子液體在微波條件下(400w，90℃)預(yù)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(fù)合膠粘劑，探討了杉木粉對(duì)復(fù)合膠游離醛的捕捉作用及離子液體對(duì)膠合性能的影響。側(cè)鏈帶有羥基的離子液體制備