咪唑类离子液体溶解纤维素的研究进展

综述了1-丁基-3-甲基咪唑氯盐、1-烯丙基-3-甲基咪唑氯盐、1-(2-羟乙基)-3-甲基咪唑氯盐等咪唑类离子液体对纤维素的溶解性能,咪唑类离子液体/纤维素溶液的流变性能以及咪唑类离子液体在纤维素纤维及薄膜加工中的应用;咪唑类离子液体均能较好地溶解纤维素,咪唑类离子液体/纤维素溶液均为切力变稀流体;指出选择合适的阴、...     

离子液体/羊毛纤维/凝固剂三元相图的构建

三元相图是研究羊毛角蛋白再生过程热力学行为的有效工具.通过浊度测试和Boom经验方程构建离子液体(IL)/羊毛纤维/凝固剂浊点线性关系(LCP)曲线和三元相图,进一步系统地研究了凝固剂种类、再生温度和离子液体结构对羊毛角蛋白再生性能的影响规律.结果表明,羊毛角蛋白最优再生体系是1-乙基-3-甲基咪唑磷酸二乙酯([Emi...     

玉米秸秆纤维素在离子液体中的溶解再生研究

以玉米秸秆纤维素为原料,在离子液体1-烯丙基-3-甲基咪唑氯盐(AMIMNCI)和1-乙基-3-甲基咪唑醋酸盐(EMIMAc)中成功地制备了性能优异的再生纤维素膜材料.对再生纤维素膜进行了FTIR、SEM、WAXD和力学性能、热力学性能等表征.结果表明,AMIMCI和EMIMAc都是玉米秸秆纤维素的非衍生化优良溶剂;在溶解过程中发生了从纤维素Ⅰ到纤维素Ⅱ的晶型转变;再生秸秆纤维素膜结构均匀致密,力学性能高,在AMIMCI和EMIMAc中再生的玉米秸秆纤维素膜的力学强度分别达119 MPa和47 MPa;再生玉米秸秆纤维素膜的热力学稳定性高,初始热分解温度高于250℃.本文实际上提供了在离子液体中,从农业废弃物中生产再生纤维素材料的清洁工艺.     

瞬间弹射蒸汽爆破联用化学法预处理玉米秸秆的组分和酶解分析

以瞬间弹射蒸汽爆破(instant catapult steam explosion, ICSE)为基础,联用稀酸法、碱法、氨水法、有机溶剂法以及离子液体法进行预处理,对不同方法采用组分和酶解分析,以探索出一种绿色和高效的预处理方法.ICSE处理后的物料能够显著促进传统的化学预处理过程,其中ICSE与碱法联用预处理的糖收率最高,达到了77.54%,而ICSE与离子液体联用预处理后糖收率比单纯使用离子液体提高了7.78倍,达到了60.04%.选取ICSE与离子液体联用预处理过程作为最优预处理方法,并对其采用傅里叶-红外光谱、X射线晶体衍射和扫描电镜进行表征,经ICSE处理后玉米秸秆变得蓬松且不完整,半纤维素组分减少,促进离子液体对于纤维素的溶解;而与离子液体联用预处理后,物料纤维素和木质素相应官能团吸收峰增强,纤维素结晶构型由纤维素-Ⅰ型转变为纤维素-Ⅱ型,结晶指数降低.     

微晶纤维素在EMIM-DEP中的溶解与再生

通过微波法合成1-乙基-3-甲基咪唑磷酸二乙酯离子液体(EMIM-DEP)并用其溶解微晶纤维素。用偏光显微镜观察微晶纤维素在离子液体中的溶解。随温度的升高纤维素的溶解度增加,超声辅助可以很好地提高微晶纤维素在离子液体中的溶解度。溶解之后再生的纤维素通过红外光谱(FT-IR)、X-射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和热重分析(TGA)表征,结果显示微晶纤维素在EMIM-DEP中是直接溶解没有发生衍生反应;再生的纤维素晶型由纤维素Ⅰ型转化为纤维素Ⅱ型;回收后的离子液体结构没发生变化,重复利用仍保持较好的溶解微晶纤维素的能力。     

还原氧化石墨烯/纤维素复合薄膜的制备及性能

利用还原氧化石墨烯(RGO)改善离子液体溶剂纤维素(CE)的综合性能,将氧化石墨烯(GO)分散在去离子水中,通过热还原法得到RGO,RGO与离子液体(IL)混合后采用减压蒸馏法去除水分,得到均匀分散的RGO/IL溶液,以RGO/IL溶液为纤维素溶剂,利用RGO改善CE薄膜的各项性能,用扫描电子显微镜和XRD表征了材料的形貌和结构。结果表明,RGO质量分数为1%时,RGO/CE复合薄膜的拉伸强度和模量分别为122MPa和6.77GPa,较纯CE薄膜分别提高了188%和320%。RGO/CE复合薄膜的电导率为4.7×10~(–6)S/m,较纯CE薄膜(2.5×10~(–14) S/m)提高了9个数量级,由于RGO与CE分子链间新的氢键的形成以及RGO优异的二维结构,RGO可以显著提高复合薄膜的热稳定性、力学性能和导电能力。     

聚硅酸硫酸铝/纤维素复合膜的形貌分析

以绿色溶解体系1-丁基-3-甲基咪唑氯盐([Bmim]Cl)为溶剂,采用溶胶-凝胶法制备聚硅酸硫酸铝/纤维素复合膜。对聚硅酸硫酸铝/纤维素复合膜的宏观及微观形貌进行表征,并对形貌特征进行比较与分析,结果表明用离子液体制备的纤维素膜表面光滑且透明,聚硅酸硫酸铝/纤维素复合膜为白色均匀薄膜。扫描电子显微镜(SEM)分析结果表明随着聚硅酸硫酸铝的增多,表面条状褶皱增加,络合物呈絮状附着在复合膜表面。     

基于离子液体体系制备纤维素水凝胶

以离子液体1-丁基-3-甲基咪唑硫酸氢盐[Bmim][HSO4]催化剂的溶剂体系处理玉米秸秆并制备纤维素水凝胶。对玉米秸秆进行组分含量测定,测试纤维素水凝胶的溶胀度,研究不同种类纤维素对水凝胶溶胀性能的影响。基于酸性离子液体催化1,4-丁二醇/水醇体系制备纤维素水凝胶为生物质多组分利用及纤维素高值化利用提供新的思路。     

皇竹草预处理制备新型再生纤维素膜

以农林废弃物皇竹草茎为原料,采用蒸汽爆破和乙醇自催化制浆的方式分离出纤维素,将其溶解在离子液体1-丁基-3-甲基咪唑氯代盐([bmim]Cl)中形成纤维素溶液并在水中再生得到纤维素膜。实验表明,汽爆采用1.55 MPa,维压5.45 min;乙醇制浆采用60%(V/V)乙醇溶液,160℃,维持2 h,可制备出α-纤维素含量达到92.65%,聚合度620,灰分低于0.3%的皇竹草纤维素。离子液体溶解并在水中再生的纤维素膜是一种无大孔结构的致密膜,其拉伸强度和断裂伸长率分别达到了165 MPa和5.90%,具有良好的液体渗透性能。     

纤维素在离子液体中的溶解特性研究

测定了纤维素在不同结构的离子液体——1-烯丙基-3-甲基咪唑氯化物([AMIM]Cl)和1-丁基-3-甲基咪唑氯化物([BMIM]Cl)中的溶解度和溶解速率。结果发现:相同条件下,纤维素在[AMIM]Cl中具有较大的溶解度和较快的溶解速率;随着纤维素聚合度的增大,相同条件下,纤维素在离子液体中的溶解度降低。进一步通过WXRD、FT-IR、13C NMR和黏度法分析了溶解前后纤维素的化学结构、结晶结构和聚合度,结果表明:纤维素在离子液体中的溶解属于直接溶解,纤维素经离子液体溶解和再生后,晶型由纤维素I转变为纤维素II;溶解时间和温度对再生纤维素的聚合度有较大的影响,随着溶解时间的延长和溶解温度的提高,再生纤维素聚合度降低。     

聚丙烯腈/棉纤维素薄膜的制备与性能研究

以N,N二甲基乙酰胺/无水氯化锂（DMAc/LiCl）为溶剂配置聚丙烯腈（PAN）和棉纤维素溶液,采用旋涂法制备不同比例的PAN/棉纤维素薄膜。通过旋转黏度计对PAN/棉纤维素共混溶液的表观黏度进行研究,采用X射线衍射仪、傅里叶红外光谱仪、电子万能试验机以及吸水性能测试对PAN/棉纤维素薄膜的结构和性能进行了研究。结果表明,共混溶液的表观黏度随着纤维素含量的增加逐渐增大;DMAc/LiCl溶剂对PAN和棉纤维素的溶解为直接溶解,没有发生衍生化反应;PAN和棉纤维素均保持各自结晶结构不变;当棉纤维素含量为2.0 %（质量分数,下同）时,复合薄膜的拉伸强度和断裂伸长率达到最大值;棉纤维素含量越高,复合薄膜的吸水性越好。     

凝固条件对纤维素/丝素蛋白纤维相形态及性能的影响

蛋白质纤维具有光滑柔顺、透气吸湿等优点,然而天然蛋白纤维产量有限。再生蛋白纤维的制备通常采用与其它成纤高分子接枝或共混的方法,有利于提高再生蛋白纤维的断裂强度。选用同为天然高分子的纤维素为基体,以共溶剂溶解纤维素与蛋白质,进而纺丝成形制得力学性能满足要求的纤维素/丝素蛋白共混纤维。为了探究凝固剂组成对纤维素/丝素蛋白共混纤维相形态及性能的影响,选用水、乙醇、乙醇/1-丁基-3-甲基咪唑氯盐([BMIM]Cl)等作为凝固剂。研究发现:乙醇作为凝固剂时,纤维素与丝素蛋白能很好地同时凝固;而当在乙醇凝固浴中加入适量的[BMIM]Cl径向均匀分散。通过对凝固剂组成的调控能有效提升纤维的力学强度。     

国外有关塑料助剂研究的期刊文摘

正纤维素纳米纤维增强的淀粉纳米复合物的生物降解和机械性能(Carbohydrate polymers,2015,1321-8)本项研究评估了化学改性的纤维素纳米纤维(CNFs)在增强热塑性淀粉(TPS)纳米复合物的生物降解性能和机械性能的作用。CNFs首先用乙酐进行改性,而淀粉纳米复合物采用溶剂浇注法用玉米淀粉和甘油/水作为增塑剂,混合10%重量比的CNFs或乙酰化CNFs(ACNFs)制得。对获得的纳米复合物的微观形貌、吸水性(WA)、水     

离子液体对反应共混制备马来酸淀粉酯的影响

本文以木薯淀粉为原料,马来酸酐(MAH)为酯化剂,加入离子液体,通过反应共混制备马来酸木薯淀粉酯(MS)。研究了离子液体种类、离子液体用量、马来酸酐用量对淀粉酯取代度(DS)的影响,并采用FT-IR、XRD、DSC、TG对MS进行结构及性能表征。结果表明,当离子液体1-烯丙基-3-甲基咪唑氯盐[AMIM]Cl的用量为干淀粉基的1.5wt%时,MS的取代度最高。在淀粉过量的情况下,随着MAH的增加,取代度先逐渐增大,然后趋于平衡。FT-IR结果表明马来酸酐成功接枝到了木薯淀粉链上。XRD、DSC、TG表明酯化反应破坏了原淀粉的结晶结构,使酯化淀粉具有较低的热分解温度。     

瞬间弹射蒸汽爆破增强离子液体对水稻秸秆的预处理效果

选取具有不同组分分离效果的离子液体1-乙基-3-甲基咪唑醋酸盐([Emim]Ac)和1-乙基-3-甲基咪唑氯盐([Emim]Cl), 并联用瞬间弹射蒸汽爆破(instant catapult steam explosion, ICSE)对水稻秸秆进行预处理。离子液体导致了组分的重排, 使纤维素更多地暴露于物料表面, 同时减弱了木质素对纤维素紧密交联的程度。ICSE的使用提升了离子液体的预处理效果, 酶解糖收率比单纯使用离子液体升高了14.83%([Emim]Ac)和13.14%([Emim]Cl), 其中ICSE联用[Emim]Ac的糖收率最高达97.00%。采用扫描电镜(SEM)和热重分析仪(TGA)进行物料结构分析, 证实了ICSE联用离子液体有助于破坏物料的致密结构, 增加无定形区, 从而提高酶解糖收率。     

淀粉-纤维素-环氧树脂复合膜材料的制备与性能

以氯化锌的水溶液、高直链玉米淀粉(G80)、纤维素为原料,制得淀粉纤维素膜,在环氧树脂溶液中浸渍固化,以热固化法制备得到淀粉-纤维素-环氧树脂复合膜材料。考察不同的树脂浓度、浸渍时间、热固化温度等对力学性能、吸水性能的影响,并利用X-射线衍射(XRD)、热重分析(TGA)对复合膜进行分析和表征。结果表明,环氧树脂已进入淀粉/纤维素膜基体,热稳定性提高。     

微波控制下咪唑类离子液体的制备

以N-甲基咪唑和氯代正丁烷为原料在微波控制下合成了离子液体1-丁基-3-甲基咪唑氯盐([BMIm]Cl),对产物的结构作了红外光谱、核磁共振等分析。用该离子液体溶解纤维素,溶解度良好,并对溶解前后纤维素的结构变化、溶解机理进行了研究。     

聚均苯三甲酸丁二醇酯/甘油对淀粉的协同增塑作用

经甘油增塑的淀粉对湿度敏感、易老化。本研究采用一步法制备超支化聚均苯三甲酸丁二醇酯(H),并与甘油(G)作为玉米淀粉(CS)的共增塑剂混合制备淀粉薄膜。采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)和核磁共振氢谱(¹H NMR)证实了超支化聚均苯三甲酸丁二醇酯的结构,并研究了共增塑剂对淀粉相互作用、结晶度、拉伸性能、抗老化性、热稳定性、透光率和吸湿性的影响。结果表明,聚均苯三甲酸丁二醇酯/甘油对淀粉薄膜的韧性、抗老化、透光性和吸湿性有协同作用。聚均苯三甲酸丁二醇酯/甘油配比为5/25的淀粉薄膜(CS/H5G25)具有最大的断裂伸长率、最高的透光率、最佳的抑制淀粉重结晶的能力以及最低的吸湿率(RH>68%)。CS/H2G28薄膜储存3、15和30 d的断裂伸长率分别为85.9%、103.1%和77.2%,分别是CS/G薄膜的2.8倍、2.3倍和3.7倍。这不仅取决于各组分之间的相互作用,还可能与组分之间的相容性有关。聚均苯三甲酸丁二醇酯/甘油在增塑淀粉方面具有潜在的应用价值。     

基于离子液体聚合物模板的纳米聚苯胺微球的制备

以N-乙烯基咪唑(NVIM)为单体,通过一步法制备得到聚乙烯基咪唑(PNVIM)。再以PNVIM和氯乙酸甲酯(EC)为反应物,经亲核取代反应合成1-乙酸甲酯-3-乙烯基咪唑离子液体聚合物(PNVIMEC)。最后将离子液体聚合物PNVIMEC作为结构导向剂制备纳米聚苯胺微球(PANI)。采用红外光谱(FTIR)、核磁共振仪(¹H NMR)和扫描电子显微镜(SEM)对其进行结构分析。结果表明,实验成功制备出聚乙烯基咪唑、1-乙酸甲酯-3-乙烯基咪唑离子液体聚合物,并且成功利用离子液体聚合物作为模板添加剂制备出纳米聚苯胺微球。     

纤维素塑料薄膜在离子液体中的制备及性能研究

采用聚合度为454的樟子松木质纤维素,通过使其在离子液体[BMIM]Cl中溶解来制备纤维素塑料薄膜。利用傅里叶红外光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)及热重分析(TG)等测试手段对木质纤维素及纤维素塑料薄膜的结构及性能进行表征。结果表明:经过离子液体溶解再生后,木质纤维素的化学结构没有发生衍生化反应,结晶结构由Ⅰ型变为Ⅱ型,结晶度下降;纤维素塑料薄膜表面光滑致密,热稳定性较木质纤维素有所降低,但是热残留率较高。