试析天然纤维在离子液体中的溶解及再生性能研究

《试析天然纤维在离子液体中的溶解及再生性能研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、北京服装学院硕士学位论文天然纤维在离子液体中的溶解及再生性能研究姓名：丰丽霞申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：李秀艳20091201北京服装学院硕士学位论文天然纤维在离子液体中的溶解及再生性能研究摘要天然纤维包括植物纤维和动物纤维，其来源丰富，可再生利用，因此受到了广泛的关注。离子液体是常温下为液体的有机盐，具有熔点低、不挥发、结构和性质可调的优点。本文根据天然纤维现有溶剂的结构特点，尝试合成能够溶解天然纤维的离子液体，并对在离子液体中溶解、再生的纤维素制品进行检测，探索再生纤维的可能性和可行性。本论文研究中，首先制备了八种离子液体

2、，并运用红外光谱(FTIR)和核磁共振(NMR)手段对所合成的离子液体的组成和结构进行表征和分析。然后采用了4种方法活化纤维素，利用X·ray衍射，红外光谱(FTIR)及扫描电镜(SE哟，分析了活化后纤维素的结晶度、结构及表面形态的变化。最后，通过X1ay衍射，红外光谱(FTIR)、偏光显微镜、TGA和聚合度的测定等手段对再生纤维素及蚕丝素制品性能进行了初步的测试。研究发现，各种活化方法均能提高纤维素的溶解性能，其中以18％氢氧化钠活化处理纤维素的综合效果较好。离子液体可以成为天然纤维的优良溶剂，在合成的各种离子液体中进行纤维素及桑蚕丝素和

3、柞蚕丝素的溶解能力对比试验，发现了四种溶解效果比较好的离子液体([AMIM]C1、[(MA)MIM]C1、EBmlm]C1和[EMIM]Ac)。尤其是在[AMIM]C1离子液体中，不经活化处理的天然纤维素(DP=638)在很短的时间内即可实现5-6％浓度的完全溶解，活化后的纤维素最大溶解浓度可达到14％多。通过对离子液体溶解纤维素的溶解机理的探讨，我们认为天然纤维在离子液体中的溶解属于直接溶解，不发生衍生化反应。通过各种表征手段的测试分析，发现经过离子液体溶解后，纤维素会发生由纤维素I向纤维素II的转变。桑蚕丝的分子构象不发生变化。柞蚕丝的

4、分子构象发生变化，S～折叠结构消失，出现了新的Q～螺旋结构特征峰，这与热失重行为的变化之间的关系尚待进一步研究。天然纤维在离子液体中溶解再生会发生不同程度的降解，聚合度会在一定的程度上降低。关键词：天然纤维，离子液体，活化，溶解，再生摘要THESTUDYoFDISSOLUTIONANDREGENERATIoNOFNATURALFIBERINIONICLIQUIDAbstractNaturalfibersincludeplantfibersandanimalfibers．Theyareconcernedwidelybecauseofallab

5、undantofsourceandCRD_berenewableused．Ionicliquidsareorganicsaltsliquidatroomtemperaturewithadvantagesoflowmeltingpoint，non—volatile，andadjustablestructure．Basedanthestructuralcharacteristicsoftheexistingsolventthatgalldissolvenaturalfiber,ionicliquidswhichnaturalfibersCanb

6、edissolvedinweresynthesized．Thecelluloseproducesweredissolvedinionicliquidsandregenerated,thennleyweretestedtoexplorethepossibilityandfeasibilityofrecycledfiber．Inthisstudy,eightkindsofionicliquidswereproducedatthefirst,andtheyweresynthesizedandcharacterizedbymeansofFTIR，H

7、-NMRtechniques．Thenfourkindsofmethodswereusedtoactivatecellulose,theactivationofcellulosecrystallinity,structureandsurfacemorphologychangeswereanalyzedbyusingX-raydiffraction,infraredspectroscopyffTIR)andscanningelectronmicroscopy(SEM)．Finally,Thepropertiesofregeneratedcel

8、luloseandsilkweretestedbyX-raydiffraction，infraredspectroscopy(FTIR)，polarizingmicroscopy