西安工程大学科研成果展示(二)

正项目名称:纤维素溶剂型咪唑基离子液体的绿色合成、性质和应用项目简介:棉纤维中富含纤维素,从废旧棉纤维中回收纤维素制备再生纤维素纤维,纤维素溶剂起着重要作用。但传统的纤维素溶剂体系存在一些缺点,如在粘胶纤维生产中使用的N-甲基氧化吗啉溶剂存在价格贵、回收成本高、循环使用中受热降解等缺点,不符合节能清洁生产的要求。     

再生纤维素纤维溶剂体系的发展

纤维素具有较高的结晶度,且分子间与分子内存在大量的氢键,使其很难溶于一般溶剂,在一定程度上制约了再生纤维素纤维工业的发展,因此需要研究开发适用于纤维素的新溶剂体系。文章对再生纤维素的溶剂种类进行了介绍,重点介绍了水溶剂体系、离子液体体系、NMMO、高浓无机盐法生产再生纤维素纤维的最新研究进展。     

离子液体在天然高分子中的应用研究

近几年,离子液体作为一种可设计性的绿色溶剂,在天然高分子中的应用研究引起了广泛的关注。详述了纤维素、壳聚糖和生物蛋白在离子液体中的溶解和再生,旨在为研究天然高分子以离子液体为溶剂的加工技术奠定基础。     

用竹浆粕/离子液体复配体系纺制的再生纤维及其性能

为探究离子液体法制备再生纤维性能的影响因素,选用有机溶剂二甲基亚砜(DMSO)分别与离子液体1-烯丙基-3-甲基咪唑醋酸盐([AMIM]Ac)和1-丁基-3-甲基咪唑醋酸盐([BMIM]Ac)构成复配体系作为溶剂溶解竹纤维素浆泊,用湿法纺丝制备再生纤维素纤维,并借助扫描电子显微镜、热性能分析、X射线衍射等手段对再生纤维进行形貌、结构分析和力学性能测试。结果表明:当DMSO含量提高、纺丝原液中离子液体含量降低,再生纤维丝表面的光洁程度和热稳定性先提高后下降,力学性能下降;当竹纤维素含量提高,再生纤维丝的表面更光滑,结晶度、热稳定性、断裂强度提高,纤维直径均变粗;离子液体[AMIM]Ac制得的再生纤维性能较优。     

天然蛋白质材料在离子液体中的溶解与再生

蛋白质材料作为可再生的资源,在纺织业中发挥着重要的作用,然而大量不能直接利用的蛋白质需要通过再生的方法进行加工,传统加工技术带来了环境保护的压力.作为-种新开发的"绿色溶剂"--离子液体,有望作为天然高分子材料如纤维素、蛋白质、甲壳素的直接溶剂实现其清洁化生产.文章综述了离子液体在天然蛋白质中应用研究的最新成果,包括蛋白在离子液体中的溶解、溶解前后蛋白结构的变化、蛋白质的再生方法及再生产物的结构和性能,以期为深入研究蛋白质的绿色加工技术提供借鉴.     

纤维素在离子液体中的反应性能及机理研究进展

本文综述了纤维素在传统溶剂和新型溶剂——离子液体中的反应类型,总结了纤维素在传统溶剂和离子液体中的反应特点,着重阐述目前国内外纤维素在离子液体中各类反应的研究进展,最后总结了离子液体体系中纤维素均相反应和非均相反应机理。     

离子液体新介质在高值化纤维素纤维中的应用

为了探索高值化纤维素纤维的发展,综述了离子液体新介质在高值化纤维素纤维中的应用,详细介绍了离子液体溶剂体系、纺丝过程与技术的进展,指出离子液体新介质应用于纤维素纤维理论研究已比较完善,形成一定的技术积累,处在工程化的前期。列举了多种离子液体为溶剂的高值化纤维素纤维产品,提出高值化纤维素复合纤维与纤维素衍生物纤维是离子液体在纤维素纤维产品开发领域的发展方向。     

离子液体在纺织中的应用

离子液体作为一种"绿色可设计溶剂",在各领域引起广泛关注.由于离子液体具有传统溶剂无可比拟的优点,其在纺织工业有广泛的应用,包括用作纤维素、蚕丝和羊毛的新型再生纺丝溶剂;苎麻和羊毛纤维的改性试剂;以及用于染色废水处理.但是,离子液体真正应用还有很长一段距离.当务之急是开发稳定的,低成本,易回收的新型离子液体,以早日实现产业化.     

离子液体在天然高分子材料中的应用进展

近几年离子液体在聚合反应和聚合物加工方面的应用研究引起了广泛的关注。详述了纤维素、蛋白质等天然高分子材料在离子液体中的溶解和再生,包括溶解现象、溶解机制以及溶解和再生前后天然高分子的结构和性能变化等,为开发以离子液体为溶剂的天然高分子材料的加工技术奠定基础。     

离子液体在木质纤维素预处理中的应用

如今,木质纤维素的预处理正在不断地得到重视。离子液体是一种新型预处理方法。本文介绍木质纤维素的结构、各种木质纤维素预处理技术的优缺点,然后对离子液体作为溶剂进行概述,最后阐述离子液体预处理木质纤维素效果的研究现状。     

离子液体在生物质分离与转化中的应用前景

离子液体作为一类新型的环境友好的＂绿色溶剂＂,具有很多独特的性质,在很多领域有着诱人的应用前景。本文简单介绍了离子液体的发展和特点,对离子液体在纤维素溶解、生物质分离与转化、制浆造纸中的应用及前景做了详细的综述。     

脱脂棉在离子液体中的溶解性能研究

有效地合成了离子液体1-烯丙基-3-甲基咪唑氯代盐([Amim]Cl),并探讨了脱脂棉纤维素在该离子液体中的溶解性能。测定了原、再生纤维素的聚合度,结果表明溶解前后纤维素的聚合度发生了很大变化,随着溶解温度的提高、时间的延长,再生纤维素聚合度降低;采用红外光谱、X-射线衍射及热重分析等手段对脱脂棉纤维素在离子液体[Amim]Cl中溶解和再生前后的结构变化进行了分析。结果表明,脱脂棉纤维素可直接溶解于离子液体[Amim]Cl而不发生其它衍生化反应。再生纤维素较原纤维素结晶状态由纤维素I转变为纤维素Ⅱ,再生后纤维素热分解温度降低,热稳定性略有下降。     

离子液体在纤维制备中的应用

离子液体由于其独特的性能,能够以物理方法溶解纤维,不会破坏纤维,溶解效果好,且环境友好,能够作为新一代的绿色溶剂取代传统的有机溶剂,用于纤维的溶解和再生。详细介绍了离子液体在纤维素纤维、蛋白质纤维和壳聚糖纤维,以及高分子聚合物纤维溶解和再生中的应用,指出未来的产业化发展中应该克服回收方面的问题。     

离子液体纺丝溶剂[BMIM]Cl蒸馏动力学研究

离子液体[BMIM]Cl作为纤维素溶解纺丝的优良溶剂,文章通过莫尔滴定法研究了蒸馏温度和蒸馏时间对离子液体浓度的影响,并离子液体纺丝溶剂[BMIM]Cl减压蒸馏过程进行了动力学研究,结果表明离子液体减压蒸馏过程符合二级动力学模型,这为离子液体蒸发器设计提供依据.     

氢氧化钠活化前后纤维素在离子液体/DMSO溶剂体系中溶解性能的变化

研究了棉短绒纤维和针叶木纤维经氢氧化钠活化后对其在离子液体1-丁基-3-甲基咪唑氯代盐([BMIN]Cl)与二甲基亚砜(DMSO)共容积体系中溶解度的影响。研究结果表明棉短绒纤维和针叶木纤维活化后在该溶解体系的溶解度分别从3.9%、2.8%提高到7.1%、5.0%,比未活化前增大了近1倍,说明这两种纤维素用氢氧化钠活化后在离子液体中更易溶解。活化的棉短绒纤维和未活化的棉短绒纤维在溶解再生后聚合度分别从612、578下降至423、350,分别降低了30.8%、39.4%;活化的针叶木纤维和未活化的针叶木纤维在溶解再生后聚合度则分别从736、704下降至607、502,降低了17.5%、28.7%.红外光谱证实离子液体[BMIN]Cl/DMSO溶解体系为纤维素的非衍生化溶剂。X-射线衍射(XRD)实验证实经过氢氧化钠活化处理的纤维素相比未经过活化处理的纤维素衍射峰强度降低得更厉害,说明在氢氧化钠活化过程中也能降低纤维素的结晶度,有助于纤维素在离子液体中的溶解。     

废旧棉纤维素膜的制备及其结构与性能表征

废旧棉纺织品具有成本低、产量大等特点,其主要化学成分是纤维素,是制备再生纤维素制品的绝佳原材料。文章以废旧棉T恤为原料、以1-烯丙基-3-甲基咪唑氯盐([AMIM]Cl)离子液体为溶剂,成功地制备了透明再生纤维素膜,并进一步探究了不同凝固浴(水和乙醇)对其结构与性能的影响。实验结果表明:溶解再生后的纤维素发生晶型转变,未溶解部分仍保留原晶型;凝固浴种类显著影响再生纤维素膜的结构和性能,乙醇凝固浴制备的膜材料拉伸强度高达62 MPa,有望应用于包装领域。本研究实现了低成本纤维素原料废旧棉织物的高值利用。     

纤维素的均相接枝共聚研究进展

本论文着重论述了纤维素在均相体系中的接枝共聚研究进展,分析了纤维素在Li Cl/DMAc、碱/尿素以及离子液体等溶剂体系下的溶解机理,进而重点介绍了纤维素在各溶剂体系中的均相接枝共聚反应机理和反应效果。分析发现,纤维素在离子液体中具有更高的接枝率,在Li Cl/DMAc体系中的接枝温度明显高于在其它溶剂体系中的接枝温度,在Li Cl/DMAc和离子液体体系中的接枝时间要低于其它溶剂体系。以上分析对于纤维素的功能化改性具有一定的借鉴意义和参考价值。     

离子液体在制浆造纸及纤维素工业的应用

从离子液体结构、溶解反应条件对纤维素溶解的影响以及纤维素溶解前后的差异等方面总结了离子液体对纤维素的溶解能力,阐述了可能的溶解机理。从选取离子液体,确定反应条件的角度提出了提高纤维素溶解率的方法。介绍了以离子液体为溶剂制备磁性材料、吸附剂、生物膜等纤维衍生材料及其应用于相关领域的优势,展望了离子液体在制浆造纸废水处理、脱墨、制浆领域中的应用前景。提出了离子液体工业化存在的问题及离子液体的研究方向。     

离子液体在淀粉和纤维素改性中的应用

近些年来,随着我国改革开放的深入和人民生活水平的提高,人们对食品安全提出了越来越严格的要求.同时由于人们环境意识的日益增强以及绿色化学的兴起,使新型绿色溶剂离子液体广泛应用于食品工业中并且逐渐发挥出巨大的作用,尤其是在淀粉和纤维素改性中的应用.结合国内外相关文献对离子液体在淀粉和纤维素改性中的应用进行总结.在总结的过程中,对淀粉和纤维素在离子液体中改性的发展历程、机理以及相关特点等方面进行论述,探讨了离子液体对淀粉和纤维素改性的影响,并阐述了离子液体在淀粉和纤维素的改性的发展前景和限制因素.     

碱和离子液体预处理对麦草秸秆及其水解糖化的影响

本文研究了离子液体[Bmin]CI直接处理麦草秸秆与碱抽提/离子液体处理麦草秸秆两种预处理工艺,采用SEM与XRD技术,通过酶解速率、表面形貌变化、结晶度与晶型变化的对比,发现碱处理提高了麦草秸秆在离子液体中的溶解度与溶解速率;麦草秸秆经过离子液体溶解再生后,再生纤维素结晶度由57%降为38%,且晶型发生变化。