咪唑类离子液体的合成、溶解性及其应用研究
离子液体是由正负离子组成的室温下为液体的盐,具有不挥发性,不易燃,高沸点,可循环性和化学稳定性等优点,广泛应用在有机合成、电化学、高分子科学、纳米材料合成以及分析领域。本文主要做了离子液体在天然高分子材料和无机材料中的应用研究。主要研究工作如下:1.合成了三种离子液体,考察了反应温度、反应时间等条件对离子液体转化率的影响,并用FT-IR、1H-NMR分析了离子液体的化学结构。随着一定范围内温度的升高和反应时间的延长,转化率增加,最高可达90%左右;要得到颜色较浅的离子液体,反应初期须保持较低的温度并慢慢升温。2.对比研究了三种离子液体对棉纤维素的溶解能力,并用FT-IR、SEM和XRD研究了溶解前和再生后纤维素的化学结构、形貌及晶体结构的变化。三种离子液体中,[C_2OC_1-EIM]Cl对棉纤维素的溶解性最好。在溶解过程中,随着温度的升高,纤维素在离子液体中的溶解度增加,但聚合度下降,特别是在[Cl-C_2OC_2-EIM]Cl中溶解时,纤维素的聚合度下降最严重。含羧基的离子液体会由于分子间氢键的缔合作用降低其对纤维素的溶解性。侧基较大的离子液体对纤维素的溶解性也较差。3.利用离子液体液化杉木粉,并利用液化产物改性酚醛树脂胶粘剂,研究了液化产物对胶粘剂性能产生的影响。液化反应的残渣率受到液化温度、时间、液比和离子液体种类等因素的影响;所得改性酚醛树脂胶黏剂的游离醛含量降低,剪切拉伸性能方面也优于未改性的酚醛树脂,离子液体的引入在粘结性能方面起到了重要的作用。4.以离子液体作为插层剂制备有机蒙脱土,研究其层间距的变化和影响因素。利用离子液体插层钠基蒙脱土,增大了蒙脱土的层间距,层间距与离子液体阳离子的结构与大小有关,且离子液体可与钠基蒙脱土直接发生离子交换反应;以离子液体为模板,正硅酸乙酯为硅源,制备纳米SiO_2粒子,研究离子液体与二氧化硅的相互作用,以及煅烧温度对SiO_2晶型的影响。离子液体负载二氧化硅前驱体中,离子液体与二氧化硅之间不存在化学反应,只是相互之间的物理作用;所得纳米二氧化硅材料在1200℃煅烧初步表现为部分晶态,1500℃煅烧下已完全为晶态物质,离子液体的加入减缓了SiO_2晶型的转变。
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