纖維素是可再生、易降解、蘊(yùn)藏量最豐富的天然高分子化合物,但由于其具有高的聚集態(tài)結(jié)構(gòu)致使其難溶于普通溶劑。因此,對溶解纖維素溶劑的開發(fā),成為解決纖維素高效利用問題的關(guān)鍵之一。同時,由于纖維素易燃、燃燒速度快、產(chǎn)生熱量高、會生成有毒氣體,嚴(yán)重影響了人們的生命和財產(chǎn)安全。因此,對纖維素的阻燃改性方面的研究也顯得尤為重要。離子液體被譽(yù)為“綠色溶劑”,具有蒸氣壓低、穩(wěn)定性高、優(yōu)良的溶解性等特點,是一種綠色易分離的溶劑,可作為良好的纖維素溶劑體系,為纖維素的廣泛應(yīng)用提供了可行性。本文合成了氯代1-氨甲酰甲基-3-乙烯基咪唑離子液體[CmVIM]Cl和氯代1-(4-羥丁基)-3-乙烯基咪唑離子液體[HbVIM]Cl兩種離子液體,分析了兩種離子液體和四丁基氯化銨(TBAC)混合溶劑體系對微晶纖維素(MCC)的溶解性能,并將再生纖維素和三聚氰胺磷酸酯(MP)、聚磷酸銨(APP)、納米二氧化硅(SiO2)復(fù)配制備阻燃纖維素復(fù)合材料,分析了不同阻燃劑對其阻燃性能的影響。研究內(nèi)容與結(jié)果如下:(1)以1-乙烯基咪唑和2-氯乙酰胺為原料,采用一步法合成了[CmVIM]Cl。通過FT-IR、1H NMR、13C N...

【文章頁數(shù)】：83 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
1 前言
    1.1 纖維素
        1.1.1 纖維素的結(jié)構(gòu)
        1.1.2 纖維素的超分子結(jié)構(gòu)
    1.2 溶解纖維素的常規(guī)溶劑
        1.2.1 N-甲基嗎啉-N-氧化物/H₂O(NMMO/H₂O)
        1.2.2 無機(jī)堿/尿素水溶液體系
        1.2.3 氯化鋰/N,N-二甲基乙酰胺(LiCl/DMAc體系)
    1.3 離子液體
        1.3.1 離子液體的結(jié)構(gòu)組成分類
        1.3.2 離子液體的合成
        1.3.3 離子液體的溶解機(jī)理
        1.3.4 離子液體的應(yīng)用
        1.3.5 離子液體溶解纖維素的研究進(jìn)展
        1.3.6 離子液體/助溶劑體系對纖維素溶解進(jìn)展
    1.4 阻燃纖維素復(fù)合材料的研究
        1.4.1 阻燃材料的分類
        1.4.2 阻燃纖維材料的研究進(jìn)展
    1.5 研究意義及內(nèi)容
        1.5.1 研究意義
        1.5.2 研究內(nèi)容
2 [CmVIM]Cl離子液體的制備及對MCC的溶解
    2.1 實驗試劑與儀器
        2.1.1 實驗試劑
        2.1.2 實驗儀器
    2.2 [CmVIM]Cl的合成及對MCC溶解性能的研究方法
        2.2.1 [CmVIM]Cl的合成
        2.2.2 [CmVIM]Cl/TBAC對MCC的溶解
        2.2.3 溶劑與MCC的分離
        2.2.4 離子液體的回收
    2.3 [CmVIM]Cl及再生MCC的表征方法
        2.3.1 [CmVIM]Cl的表征方法
        2.3.2 再生MCC的表征方法
    2.4 纖維素溶解性能的測定
        2.4.1 纖維素聚合度測定
        2.4.2 纖維素的溶解率測定
        2.4.3 纖維素的結(jié)晶度測定
    2.5 [CmVIM]Cl離子液體的合成工藝及溶解性能分析
        2.5.1 [CmVIM]Cl離子液體的單因素結(jié)果分析
        2.5.2 [CmVIM]Cl正交實驗結(jié)果分析
        2.5.3 驗證實驗
        2.5.4 [CmVIM]Cl與TBAC溶劑配比對MCC溶解性能的影響
        2.5.5 溶解溫度對MCC在[CmVIM]Cl/TBAC中溶解性能的影響
        2.5.6 偏光顯微鏡下MCC的溶解性能分析
    2.6 [CmVIM]Cl的結(jié)構(gòu)及穩(wěn)定性分析
        2.6.1 [CmVIM]Cl離子液體的FT-IR分析
        2.6.2 [CmVIM]Cl離子液體的¹HNMR分析
        2.6.3 [CmVIM]Cl離子液體的¹³C NMR分析
        2.6.4 [CmVIM]Cl離子液體的熱穩(wěn)定性分析
    2.7 再生MCC性能分析
        2.7.1 MCC再生前后的結(jié)構(gòu)表征
        2.7.2 MCC再生前后的XRD分析
        2.7.3 MCC再生前后的TG-DTG分析
        2.7.4 纖維素形貌分析
    2.8 纖維素溶解機(jī)理
    2.9 本章小結(jié)
3 [HbVIM]Cl離子液體的制備及對MCC的溶解
    3.1 實驗試劑與儀器
        3.1.1 實驗試劑
        3.1.2 實驗儀器
    3.2 [HbVIM]Cl的微波合成及對MCC溶解性能的研究方法
        3.2.1 [HbVIM]Cl的合成
        3.2.2 [HbVIM]Cl/TBAC體系對纖維素的溶解
        3.2.3 溶劑與MCC的分離
        3.2.4 離子液體的回收
    3.3 [HbVIM]Cl及MCC的表征方法
    3.4 纖維素溶解性能的測定
    3.5 [HbVIM]Cl離子液體的合成工藝及溶解性能分析
        3.5.1 [HbVIM]Cl離子液體的單因素分析
        3.5.2 響應(yīng)面法優(yōu)化工藝
        3.5.3 最佳工藝檢驗
        3.5.4 [HbVIM]Cl與TBAC溶劑配比對MCC溶解性能的影響
        3.5.5 溶解溫度對MCC在[HbVIM]Cl/TBAC中溶解性能的影響
        3.5.6 偏光顯微鏡下MCC的溶解過程分析
    3.6 [HbVIM]Cl的結(jié)構(gòu)及穩(wěn)定性分析
        3.6.1 [HbVIM]Cl離子液體的FT-IR分析
        3.6.2 [HbVIM]Cl離子液體的¹H NMR分析
        3.6.3 [HbVIM]Cl離子液體的熱穩(wěn)定性分析
    3.7 再生MCC性能分析
        3.7.1 MCC再生前后的結(jié)構(gòu)表征
        3.7.2 原MCC與再生MCC的的XRD分析
        3.7.3 原MCC與再生MCC的TG-DTG分析
        3.7.4 纖維素形貌分析
    3.8 本章小結(jié)
4 再生MCC的阻燃應(yīng)用研究
    4.1 實驗部分
        4.1.1 實驗原料
        4.1.2 實驗儀器
        4.1.3 阻燃纖維素復(fù)合材料的制備
        4.1.4 阻燃纖維素復(fù)合材料的阻燃性能測試
    4.2 結(jié)果與分析
        4.2.1 阻燃復(fù)合材料的LOI/%、UL-94分析
        4.2.2 阻燃纖維復(fù)合材料的形貌分析
        4.2.3 阻燃纖維素的熱性能分析
    4.3 本章小結(jié)
5 結(jié)論與創(chuàng)新點
    5.1 結(jié)論
    5.2 創(chuàng)新點
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文



本文編號：3749707