咪唑类离子液体的合成、对纤维素和木粉的溶解性能及其在高分子中的应用

发布时间：2022-10-17 15:54

　　本文合成了一系列咪唑类离子液体,研究了其对纤维素和杉木粉的溶解性能;以离子液体为介质,用丙烯酰胺接枝溶解的微晶纤维素或杉木粉制备了改性絮凝剂,考察了絮凝剂对污水的絮凝性能;采用原位方法制备了离子液体/杉木粉/酚醛树脂复合胶粘剂,探讨了离子液体和杉木粉对复合胶性能的影响。主要研究内容如下: 1.以N-甲基咪唑、N-乙基咪唑、N-乙烯基咪唑和氯丙烯、氯乙醇等为原料,采用一步法合成了一系列咪唑类离子液体:[BMIM]Cl、[AMIM]Cl、[HeMIM]Cl、[AEIM]Cl、[HeEIM]Cl和[HeVIM]Cl等,并用红外和氢核磁表征了离子液体的化学结构。侧链基团对离子液体物理性质有很大的影响,侧链越长,粘度越大,电导率和表面张力越小;侧链含有双键基团的离子液体,电导率较高;含有羟基的离子液体表面张力较大。与水或一般有机溶剂相比,合成的咪唑类离子液体的密度、粘度和沸点都比较高,表面张力都比较低。 2.采用不同浓度的碱溶液在不同工艺条件下（常温常压、微波和高压罐）分别对纤维素和杉木粉进行预处理。处理后的纤维素和杉木粉的氢键作用均被削弱,相对结晶度均被降低。在高压罐（14... 

【文章页数】：109 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
致谢
第一章 绪论
    1.1 离子液体的发展及应用研究
        1.1.1 离子液体的性质与结构
        1.1.2 离子液体的发展
        1.1.3 离子液体在高分子领域的应用与前景展望
    1.2 纤维素及其溶解体系的发展
        1.2.1 纤维素的概况
        1.2.2 纤维素溶解体系
    1.3 木材的结构特征与开发利用
    1.4 絮凝剂与胶粘剂的改性研究
        1.4.1 高分子絮凝剂的改性研究
        1.4.2 酚醛树脂胶粘剂的改性研究
    1.5 论文内容的来源、目的和意义
        1.5.1 论文内容的来源
        1.5.2 研究目的及意义
    参考文献
第二章 咪唑离子液体的合成、结构与性能测试
    2.1 引言
    2.2 实验方法
        2.2.1 实验药品与仪器
        2.2.2 离子液体的合成及其化学结构表征与物理性能测定
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 离子液体的合成反应式
        2.3.2 离子液体的结构简式及化学结构图
        2.3.3 离子液体红外和核磁的结构表征
        2.3.4 离子液体物理性质测试
    2.4 本章小结
    参考文献
第三章 离子液体对纤维素和杉木粉溶解性能的研究
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 实验药品与仪器
        3.2.2 纤维素的预处理
            3.2.2.1 常温常压不同浓度NaOH 预处理
            3.2.2.2 微波法预处理
            3.2.2.3 高压法预处理
        3.2.3 离子液体溶解纤维素
            3.2.3.1 水浴加热法溶解纤维素
            3.2.3.2 微波加热法溶解纤维素
        3.2.4 纤维素的再生和离子液体的回收
        3.2.5 杉木粉的预处理
            3.2.5.1 苯/乙醇抽提木粉
            3.2.5.2 常温常压不同浓度NaOH 预处理
            3.2.5.3 微波预处理
            3.2.5.4 高压罐预处理
        3.2.6 离子液体溶解杉木粉
            3.2.6.1 离子液体水浴溶解木粉
            3.2.6.2 离子液体微波溶解木粉
        3.2.7 离子化纤维素酯的制备
        3.2.8 离子化纤维素酯的溶解性能
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 离子液体对棉纤维的溶解性能研究
            3.3.1.1 预处理方法对纤维素结晶度、聚合度和溶解率的影响
            3.3.1.2 不同溶解工艺对溶解率的影响
            3.3.1.3 再生纤维素的结构和性能测试
            3.3.1.4 原生棉纤维和再生棉纤维的电镜扫描照片
            3.3.1.5 棉纤维溶解过程的光学显微照片
        3.3.2 离子液体对微晶纤维素的溶解性能研究
            3.3.2.1 预处理方法对纤维素化学结构和结晶度影响
            3.3.2.2 预处理方法对 MCC 结晶度、聚合度及溶解率的影响
            3.3.2.3 再生MCC 结构与性能测定
            3.3.2.4 原生纤维素与再生纤维素的表观形貌
        3.3.3 离子液体对杉木粉的溶解性能研究
            3.3.3.1 预处理方法对木材化学结构的影响
            3.3.3.2 预处理方法对木材结晶度及溶解率的影响
            3.3.3.3 离子液体对碱处理的杉木粉的溶解率的影响
            3.3.3.4 不同种类的离子液体对杉木粉溶解性能的影响
            3.3.3.5 木粉溶解残渣的结构表征与性能测试
            3.3.3.6 杉木粉溶解过程的光学显微照片
            3.3.3.7 杉木粉及其溶解后的残渣电镜扫描照片
        3.3.4 离子液体对纤维素溶解机理的探讨
        3.3.5 离子化纤维素酯的溶解性能及结构表征
            3.3.5.1 离子化纤维素酯对棉纤维的溶解性能
            3.3.5.2 离子化纤维素酯的化学结构表征
            3.3.5.3 再生纤维素的结晶结构测试
    3.4 本章小结
    参考文献
第四章 在离子液体中制备絮凝剂及其絮凝性能研究
    4.1 引言
    4.2 实验部分
        4.2.1 实验原料与仪器
        4.2.2 纤维素改性絮凝剂的制备、提纯与性能测试
            4.2.2.1 纤维素絮凝剂制备
            4.2.2.2 纤维素絮凝剂的提纯与计算
            4.2.2.3 纤维素絮凝剂特性粘数测定
        4.2.3 新型木素絮凝剂的制备与纯化
        4.2.4 改性絮凝剂絮凝性能的测定
        4.2.5 改性絮凝剂的结构与性能测试
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 纤维素与丙烯酰胺接枝反应影响因素的研究
            4.3.1.1 引发剂种类和用量对接枝共聚反应的影响
            4.3.1.2 反应介质及液比对接枝共聚反应的影响
            4.3.1.3 聚合温度对接枝共聚反应的影响
        4.3.2 纤维素絮凝剂的结构与性能测试
        4.3.3 杉木粉与丙烯酰胺接枝反应影响因素的研究
            4.3.3.1 反应时间与反应介质对接枝效果的影响
            4.3.3.2 正交试验
        4.3.4 木素絮凝剂的结构与性能测试
        4.3.5 木素絮凝剂的扫描电镜照片
        4.3.6 改性絮凝剂的絮凝性能研究
            4.3.6.1 纤维素絮凝剂及絮凝助剂 PAC 协同作用对煤泥水沉降效果的影响
            4.3.6.2 纤维素絮凝剂特性粘数与煤泥水浓度对透光率的影响
            4.3.6.3 木素絮凝剂对沉降煤泥水和陶土污水的透光率影响
            4.3.6.4 木素絮凝剂及絮凝助剂 PAC 协同作用对陶土污水透光率的影响
        4.3.7 絮凝机理的探讨
    4.4 本章小结
    参考文献
第五章 离子液体/杉木粉/酚醛复合胶的制备与性能
    5.1 前言
    5.2 实验部分
        5.2.1 实验原料和仪器
        5.2.2 酚醛树脂复合胶的制备
        5.2.3 酚醛树脂复合胶的性能测定
    5.3 结果与讨论
        5.3.1 离子液体/木粉/酚醛树脂复合胶粘剂的固化温度的测定
        5.3.2 工艺条件对酚醛树脂复合胶性能的影响
            5.3.2.1 不同的制备方法对胶粘剂性能的影响
            5.3.2.2 [BMIM]Cl 添加量对复合胶性能的影响
            5.3.2.3 离子液体种类对复合胶的性能影响
        5.3.3 酚醛树脂复合胶的化学结构表征
        5.3.4 酚醛树脂复合胶的热性能
    5.4 本章小结
    参考文献
第六章 结论
攻读博士学位期间发表的论文


【参考文献】：
期刊论文
[1]两种咪唑类离子液体对杉木粉的溶解性能[J]. 郭立颖,史铁钧,李忠,段衍朋.  化工学报. 2008(05)
[2]酚醛树脂/木粉复合体系的固化动力学[J]. 季庆娟,刘胜平,刘敏,马源,赵春秋.  高分子材料科学与工程. 2008(03)
[3]富含纤维素类农作物秆与丙烯酸接枝共聚制备高倍率吸水树脂[J]. 王存国,何丽霞,董献国,高晓平,刘维,董晓臣,袁涛,张军.  高等学校化学学报. 2007(09)
[4]丙烯酰胺-阳离子瓜尔胶接枝共聚物的絮凝性能研究[J]. 陈思莉,汪晓军,顾晓扬,万小芳.  工业水处理. 2007(08)
[5]羧甲基纤维素与丙烯酰胺接枝共聚及共聚物的性能[J]. 杨芳,黎钢,任凤霞,禹雪晴,王桂香,朱树兵.  高分子材料科学与工程. 2007(04)
[6]离子液体中纤维素的溶解及再生特性[J]. 翟蔚,陈洪章,马润宇.  北京化工大学学报(自然科学版). 2007(02)
[7]半纤维素的化学改性研究进展[J]. 任俊莉,孙润仓,刘传富.  现代化工. 2006(S1)
[8]木质素的提纯及其在脲醛树脂胶粘剂中的应用[J]. 彭园花,曾祥钦,卢红梅.  当代化工. 2006(06)
[9]咪唑类离子液体对微晶纤维素溶解性能的初步研究[J]. 郭明,虞哲良,李铭慧,王春鹏,储富祥.  生物质化学工程. 2006(06)
[10]离子液体对PMMA绿色增塑性能[J]. 娄帅,刘晓霞,李文斌,张普玉.  应用化学. 2006(08)

博士论文
[1]云杉属木材构造特征与振动特性参数关系的研究[D]. 沈隽.东北林业大学 2001



本文编号：3692361