离子液体的合成及在纤维素功能化中的应用

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1、离子液体的合成及在纤维素功能化中的应用摘要纤维素是自然界中最丰富的天然高分子材料，具有可生物降解、与生物相容性好的特点。离子液体作为室温熔融盐，是潜在的“绿色溶剂”。已经发现一些离子液体可以很好地溶解天然纤维素，且是其反应介质，能在离子液体中实现纤维素的改性及其功能化。聚氨酯材料具有性能优良、应用广泛的特点，但其生物降解能力和生物相容性差，限制了其进一步应用。因此，本论文从离子液体的合成出发，研究了微晶纤维素在离子液体中的溶解与再生，同时在纤维素的离子液体溶液中实现了纤维素与聚氨酯预聚体的聚合与交联，合成了一种纤维素基的聚氨酯材料，

2、对材料的结构与性能进行了初步研究。主要研究结果如下：1．合成了氯化1．丁基．3．甲基咪唑(【Bmim]C1)、氯化1一烯丙基．3。甲基咪唑([Amim]C1)、氯化1一羧乙基．3．甲基咪唑与Gemini型等四种离子液体，其中fBmim]Cl与fAmim]C1为微晶纤维素的优良溶剂，能够在很短的时间内溶解微晶纤维素，氯化1一羧乙基．3．甲基咪唑与Gemini型离子液体不能溶解微晶纤维素。2．研究了微晶纤维素在氯化1．丁基．3．甲基咪唑(【Bmim]C1)中的溶解再生过程，结果表明，微晶纤维素在溶解前后，不发生任何的化学反应，是一个物理

3、过程。微晶纤维素在离子液体中溶解再生后，微晶纤维素会发生晶型转变，其晶型都是由纤维素I向纤维素II的转变。再生后的微晶纤维素的结晶度比溶解前的微晶纤维素大大降低，再生微晶纤维素的热稳定性有所下降，再生的微晶纤维素拥有较高的残余量，再生的微晶纤维素表面结构不是密实的。3．本工作还采用三种异氰酸酯(TDI，MDI，IPDI)和聚醚(N．220)，制备了三种聚氨酯预聚体，与溶解在离子液体(【Bmim]C1)中的微晶纤维素反应，制备了三种纤维素基聚氨酯材料。XRD结果显示纤维素聚氨酯材料仅仅在20=20．350出现一个单一的吸收峰，说明纤维

4、素的晶体结构遭到了破坏。同时，TGA结果显示纤维素基聚氨酯材料拥有较好的热稳定性，其中Cellulose／PU．1拥有较好的热稳定性。分析材料的残余量，其中Cellulose／PU．2拥有较高的残余量。’关键词：离子液体；微晶纤维素；溶解；再生；聚氨酯Synthesisofionicliquidsandfunctionalizationofcellulose。ioniqliqlidinnlClilluidABSTRACTCelluloseisarepresentativenaturalpolysaccharideandthemost

5、abundantorganicsubstanceonearth．Itisrenewable，biodegradableandcanbeusedaspromisingmaterialsforvarioususefulproducts．Withtheincreasingattentionofenvironmentalproblemsandglobalshortageofpetroleumresources，agreatnumberofresearchershavebeenattractedbythisnaturalsubstanceas

6、acentraltopicinpolymermaterials．Roomtemperatureionicliquidsareaclassofnovelenvironment—friendly”greensolvents”，andrecently，ithasbeendiscoveredthatsomeofthemcouldbeusedasreactionmediumbecauseoftheirbetterdissolutionofcellulose．Forthesakeofimprovingtheutilizationofcellul

7、ose，functionalizationofcelluloseandpreparingcellulosecompositematerialshavebeencarriedoutinionicliquid．Polyurethaneisamostimportantmaterialwithabroadvarietyofapplicationsinindustry．However,duetoitsdifficultdisintegrationandincorporationtotheenvironment，thepolyurethanei

8、ndustryisfacingenvironmentalchallenges．Thisdissertationissetoutfromsynthesisofionicliquids，researchofsolutionsandrege