功能化离子液体的合成及改性酚醛树脂的研究

发布时间：2017-12-10 20:08

  本文关键词：功能化离子液体的合成及改性酚醛树脂的研究

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【摘要】：首先合成了五种功能化卤代咪唑离子液体,其中包括三种小分子咪唑离子液体和两种聚醚离子液体,分别为氯代1-(2-羟乙基)-3-甲基咪唑([HeMIM]Cl)、溴代1-乙胺-3-甲基咪唑([AeMIM]Br)、氯代1-(2-羧乙基)-3-乙基咪唑([CeEIM]Cl),氯代1-羟基聚丙醚-3-甲基咪唑([HO-PECH-MIM]Cl)、氯代1-羧基聚丙醚-3-甲基咪唑([HOOC-PECH-MIM]Cl),采用红外和核磁谱图对其化学结构进行表征。然后利用合成的五种离子液体与苯酚、甲醛或直接与酚醛预聚物进行原位共混,研究离子液体结构特点对酚醛树脂力学性能、热性能以及游离醛释放量的影响。再利用小分子离子液体溶解生物质(木粉,稻草,秸秆),制备酚醛复合材料,研究小分子离子液体对生物质的溶解性质及其溶解体系对酚醛树脂力学性能,热性能、固化性能及游离醛释放量的影响。结果表明,合成的咪唑离子液体均为目标产物,且纯度较高,其中小分子离子液体产率高于93%,但聚醚离子液体为75%左右。经功能化小分子离子液体改性后的酚醛树脂力学性能显著提高,其中[AeMIM]Br改性的酚醛树脂拉伸/冲击性能最好,分别从3.28MPa和0.93KJ/m2提高到9.35MPa和6.96KJ/m2,游离醛释放量从3.64%降低到2.46%,硬度变化不大,但改性后的酚醛树脂的热稳定性略有降低。经聚醚离子液体改性的酚醛树脂拉伸/冲击强度分别提高到6.94MPa和9.51MPa,游离醛释放量降低到了0.14%,这说明功能化离子液体可以增强增韧酚醛树脂,并有效降低其游离醛释放量,其中聚醚离子液体的增韧效果明显高于小分子离子液体,且游离醛释放量显著下降。小分子离子液体溶解生物质体系改性酚醛树脂的结果表明,小分子离子液体能够很好的溶解生物质,且溶解率随着温度的升高逐渐增大,其中[CeMIM]Cl溶解效果最好,在90℃时其溶解率高达24.6%。经功能化离子液体及溶解生物质制备的酚醛复合材料的性能明显被提高,且随着离子液体用量的增加,酚醛复合材料的性能逐渐完善,当离子液体与生物质质量比超过20:1时,酚醛复合材料的性能趋于稳定,其中[AeMIM]Br溶解生物质产物制备的酚醛复合材料力学性能优于[CeMIM]Cl和[HeMIM]Cl。与上述相应的小分子离子液体直接改性酚醛树脂相比,溶解生物质制备的酚醛复合材料其拉伸强度可进一步被提高,游离醛释放量可明显被降低,说明生物质原料不但可以降低酚醛树脂成本,还可以增强酚醛树脂,并捕捉游离醛。以上研究充分说明了离子液体可以增强增韧酚醛树脂,并能有效降低游离醛释放量,制备的酚醛复合材料符合高性能、环保型高分子材料的研发理念。
【学位授予单位】：沈阳工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TB33

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本文编号：1275721