DMSO对纤维素在咪唑型离子液体中溶解性能的影响

本文通过向传统离子液体中添加助溶剂DMSO来增强离子液体对纤维素的溶解效果。系统研究了DMSO添加量对纤维素溶解性能的影响,结果表明50℃下随着DMSO添加量的增大,纤维素的溶解程度增加,当DMSO添加量为50%时溶解效果最佳。采用电导率测试研究了DMSO与离子液体的作用机理,并通过FT-IR、XRD、TGA、SEM以及力学性能测试等方法对添加不同量DMSO溶剂溶解再生后的纤维素膜进行了分析,结果表明添加DMSO后溶剂仍为纤维素的直接溶剂,溶解再生后纤维素晶型由Ⅰ转变为Ⅱ型,并且随着DMSO添加量的增加,溶剂对纤维素分子链及结晶区的破坏能力增大,从而导致再生纤维素结晶度、抗拉强度及聚合度相对纯离子液体再生的有所降低。     

以离子液体为反应介质制备纤维素衍生物的研究进展

由于离子液体对于纤维素具有很好的溶解性能,以及离子液体本身所具有的热稳定性好、蒸气压低、不燃烧等优良性质,近几年以离子液体为溶剂制备纤维素衍生物的研究受到了越来越多的重视。综述了近期以离子液体为溶剂制备纤维素衍生物的研究进展,包括在离子液体中制备纤维素醋酸酯、琥珀酸纤维素、羧甲基纤维素等衍生化反应的特点,以及与传统制备方法的优劣对比等内容。     

离子液体分子结构对纤维素溶解再生的影响

纤维素是自然界中储量丰富的天然可再生资源,因具有可再生性、生物相容性好、环境友好等诸多优点而备受研究者青睐。综述了国内外关于纤维素在离子液体中溶解与再生的研究成果,并探讨了离子液体作为纤维素溶剂可能面临的挑战,对离子液体应用于纤维素溶解的工业化前景进行了展望。     

离子液体溶解纤维素的应用研究进展

纤维素是当今世界上分布最广、最丰富的生物质。由于纤维素难溶解,导致其利用率仅有7%。目前,离子液体作为溶解纤维素的溶剂为纤维素的有效溶解提供了一个崭新的平台,拓展了纤维素应用领域的前景。主要综述了离子液体溶解纤维素的应用研究进展。归纳了咪唑盐、吡啶盐和新型氨基酸胆碱三种类型离子液体对纤维素物质的溶解研究现状;最后,对该领域的研究进行了展望。     

功能化离子液体对纤维素的溶解性能研究

功能化离子液体氯化1-(2-羟乙基)-3-甲基咪唑盐是纤维素的新型良溶剂,在70 ℃时微晶纤维素的溶解能力达到5%～7%.向离子液体纤维素溶液中加入去离子水可获得再生纤维素.用XRD,FT-IR和TGA对再生纤维素进行了表征,IR和XRD数据表明,功能化离子液体是纤维素的直接溶剂,但TGA数据则表明再生纤维素的热稳定性有所降低,热失重残留物有所增加.对溶解机理进行了初步讨论.     

纤维素溶剂体系的研究进展

纤维素是自然界含量最丰富的可再生资源,开发一种具有应用前景、环境友好、生物可降解的新型绿色溶剂成为近年来的一项主要任务。综述了传统纤维素的溶解方法,包括铜氨溶液体系和二硫化碳/氢氧化钠(CS2/NaOH)体系,介绍了新型纤维素溶剂NMMO、离子液体等,探讨了各种体系的溶解机理及其优缺点,并在此基础上提出了溶剂法生产纤维素纤维的进展和趋势。     

离子液体在生物燃料制备中的应用研究进展

近年来,离子液体作为新型功能材料,在生物燃料制备中的应用逐渐增多。离子液体具有蒸汽压小、熔点低和液态温度范围宽等特点;在生物燃料制备中,具有不腐蚀设备、不污染环境、能够重复使用的优点。介绍了离子液体中纤维素的预处理、溶解和水解等;同时阐述了离子液体作为催化剂、溶剂及催化剂载体在生物柴油合成方面的应用研究进展,最后展望了离子液体在可再生生物燃料制备中的发展方向。     

DMSO/离子液体复合溶剂湿法纺丝制备纤维素纤维的凝固条件

DMSO/离子液体复合溶剂对纤维素具有良好溶解性能,可望成为纤维素纤维大规模生产的新型技术路线溶剂。本文研究了以DMSO/离子液体混合物作为复合溶剂高效溶解纤维素并进行湿法纺丝过程的中凝固浴条件对再生纤维结晶、取向结构、力学性能以及微观形貌的影响。研究结果表明:在其它条件不变的前提下,随着凝固浴浓度或凝固浴温度的增加,再生纤维素纤维的结晶度和无定形区取向因子都出现了先增加后减小的变化规律,晶区取向因子则无太大变化;再生纤维的断裂强度和模量也有与此类似的变化规律;SEM测试表明,较优凝固浴条件下制备的再生纤维截面圆整,无明显皮芯结构,孔洞较少。     

新型CO2可逆离子液体体系制备纤维素膜的结构与性能

以新型CO2可逆离子液体CO2/DBU/DMSO体系经溶解、沉积制备出纤维素膜,系统探究了沉积浴的种类、溶剂组成及溶解时间对纤维素膜结构与性能的影响。研究表明,经该体系充分溶解并水沉积得到的纤维素膜具有Ⅰ型与Ⅱ型结晶并存的结构,与原纤维素的固有结晶结构相近。所得纤维素膜具有良好的力学性能,拉伸强度达到55.9MPa,断裂伸长率为9%。因此,新型CO2可逆离子液体体系的运用,为简便易行制备性能良好的纤维素膜提供了重要的技术途径。     

离子液体在可逆加成-断裂链转移聚合中的应用

离子液体具有优良的物理化学性能,受到研究者的广泛关注.近年来,有关离子液体在可逆加成-断裂链转移(RAFT)聚合反应中的应用有大量的研究报道.作为溶剂,离子液体能溶解一些较难溶解的聚合物,如纤维素和壳聚糖等,可以为聚合反应提供较好的反应环境;作为单体,通过RAFT聚合可制备出聚合离子液体均聚物或带有聚合离子液体链段的嵌段聚合物,可以应用于燃料电池电解质膜、太阳能电池、催化、分离及吸附剂等领域;离子液体还可以作为表面活性剂,应用于RAFT的乳液聚合或细乳液聚合,有效地稳定和控制聚合物颗粒大小.从溶剂、单体和表面活性剂方面出发,简单总结了离子液体在RAFT聚合反应中的应用.     

磷酸酯类离子液体对纤维素溶解性能的研究

采用一步法合成了两种磷酸酯类离子液体:1,3-二甲基咪唑磷酸二甲酯盐([MMIM]DMP)和1-乙基-3-甲基咪唑磷酸二乙酯盐([EMIM]DEP),并比较了它们对纤维素的溶解性能。结果表明,两种离子液体均能在一定条件下溶解纤维素,而[EMIM]DEP表现出较优的溶解能力,再生得到纤维素膜;随着溶解温度的升高,溶解时间缩短。采用红外光谱(FT-IR)、热重失重(TGA)分析、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)等对再生前后的纤维素进行了表征。结果表明,未经活化的纤维素可直接溶于离子液体中而不发生其它衍生化反应;溶解再生后的纤维素晶型发生变化;经[EMIM]DEP溶解再生后纤维素热稳定性和聚合度下降较小,再生纤维素膜结构致密均一。     

纤维素在1-烯丙基-3-甲基咪唑氯盐中溶解机理

通过分析纤维素/1-烯丙基-3-甲基咪唑氯盐(AmimCl)溶液在不同温度下浊度的变化和红外谱图变化,研究了纤维素在AmimCl中的溶解机理。温度升高,浊度变大,红外谱图羟基特征峰向高波数移动,说明纤维素与AmimCl的相互作用是氢键,而且温度升高会破坏纤维素/AmimCl溶液中的氢键,从而导致纤维素在AmimCl中析出。向纤维素/AmimCl溶液加入尿素、LiCl、KH_2PO_2、K_2SO_4和KPF_6等不同的氢键受体,用核磁共振方法研究了这些氢键受体与AmimCl的相互作用,核磁研究表明,氢键受体与AmimCl相容性越好,溶解纤维素能力越大,进一步说明了纤维素与AmimCl间的氢键作用。根据这一结论,指导合成了3种新型离子液体,并考察了这些溶剂体系对于纤维素的溶解性。     

低共熔溶剂体系下木质纤维素的功能化改性及应用研究进展

低共熔溶剂(DES)作为一种新型绿色溶剂,相比离子液体等其它溶剂,其具有制备简单、配制灵活、成本低、效率高等特点,在木质纤维素绿色加工领域有着广泛的应用前景。近年来,基于DES体系下木质纤维素的溶解、组分分离、衍生化改性等研究取得了一系列重要的进展,相比于在传统离子液体或有机溶剂体系,在DES体系下木质纤维素的化学改性更绿色环保,经过改性的木质纤维素在纳米纤维的制备、复合材料的构建等领域得到了广泛的应用。本文综述了在DES体系下木质纤维素的阳离子化、酯化及其它衍生化等功能化改性及DES体系下改性的木质纤维素在纳米分散、复合材料等功能化应用方面的研究进展。最后总结并展望了在DES体系下木质纤维素功能化改性及应用所面临的机遇和挑战。      

活化细菌纤维素的结构与性能

分别采用乙二胺和NaOH对BC进行活化,以改善BC在离子液体中的溶解性能,通过正交实验优化了其活化工艺,并研究了活化前后BC的红外光谱、结晶结构、结晶度、聚合度和热分解性能,以及在离子液体[BMIM]Cl中的溶解性能。结果表明,乙二胺活化的最佳工艺为浓度14%,温度60℃,时间90min,氢氧化钠活化的最佳工艺为浓度10%,温度40℃,时间480min。活化后BC分子结构中的氢键作用力减弱,结晶结构发生不完全的转变,结晶度和聚合度下降,热稳定性提高,化学试剂的可及度增加,在离子液体中的溶解时间显著缩短。     

All-cellulose composites by partial dissolution in the ionic liquid 1-butyl-3-methylimidazolium chloride

Fully bio-based and biodegradable all-cellulose composites were prepared in the form of films by partial dissolution of two cellulose sources: a commercially available microfibrillated cellulose (MFC) and filter paper (FP). The solvent selected for this work was the ionic liquid 1-butyl-3-methylimidazolium chloride ([C₄mim]Cl). Both cellulose sources were partially dissolved at 80 °C and consolidated by partial dissolution, resulting in excellent mechanical properties. X-ray diffraction and electron microscopy demonstrated that partial dissolution was a viable path to transform FP into a continuous paracrystalline matrix reinforced with cellulose I crystallites. In contrast, partially dissolved MFC was not as thoroughly dissolved and large amounts of undissolved material were still visible along the centre line of the films after the longest dissolution times. Consequently, partially dissolved MFC retained its initially high crystallinity. The degree of polymerization of the materials after dissolution was significantly reduced.     

离子液体在聚合物材料加工中的应用

由于离子液体具有电导率高、热稳定性好、蒸气压低、不燃烧等优良性质,越来越多地应用于有机合成、分离、电化学和材料加工等领域.综述了离子液体在聚合物材料加工中的应用研究进展,主要包括聚合物电解质的合成应用研究、聚合物在离子液体中的溶解、以离子液体为溶剂的聚合反应以及离子液体作为聚合物的增塑剂.     

Solvent infusion processing of all-cellulose composite laminates using an aqueous NaOH/urea solvent system

All-cellulose composites are high performing green materials and solvent infusion processing makes their upscaled manufacturing possible. This study explored the use of aqueous 7 wt.% NaOH/12 wt.% urea solution as cost effective and environmentally friendly cellulose solvent for solvent infusion processing. A short dissolution time of 5 min led to all-cellulose composite laminates with a tensile strength of 114 ± 1.9 MPa and a Young’s modulus of 7.8 ± 0.5 GPa. A decrease of tensile strength and Young’s modulus with increasing dissolution time from 5 to 60 min was linked to changes in composite microstructure and fine structure of the reinforcing rayon fibres. It was shown that aqueous NaOH/urea solution is a promising alternative solvent, as it offers the advantages of shorter processing times and reduced solvent costs by 97%, while resulting in 25% stronger laminates, when compared to using ionic liquids.     

离子液体在催化中的应用研究进展

近年来,离子液体以其独特的优势成为催化体系研究的热点。离子液体具有良好的溶解性、较低的挥发性、可设计性和可重复使用性等特点,作为反应催化剂和溶剂,其相比于传统溶剂展现出更好的选择性和反应速率。综述了离子液体作为反应催化剂、反应溶剂、共催化剂或活性催化剂、负载型离子液体等在催化体系中的应用研究进展,并展望了离子液体在催化中的发展前景。