离子液体纤维素溶剂的产业化进展

从离子液体用作纤维素溶剂的优势出发,介绍了已工业化的离子液体纤维素材料项目,详细综述了离子液体用于再生纤维素纤维、再生纤维素膜和纤维素复合材料的工业化进展,比较了1-烯丙基-3-甲基咪唑氯盐、1-乙基-3-甲基咪唑醋酸盐、四丁基醋酸铵等离子液体在工业上使用的可行性,分析了溶剂用离子液体工艺上的难点并提出优化对策,最后展望了纤维素溶剂用离子液体的发展。     

离子液体法纤维素氨基甲酸酯再生膜的制备及性能研究

以氯化1-烯丙基-3甲基咪唑(AMIMC1)为溶剂,纤维素氨基甲酸酯(CC)溶液为铸膜液,制备了再生纤维素膜,采用红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)、热重(TG)、扫描电子显微镜(SEM)、拉伸、染料截留等方法对膜的结构和性能进行测试分析.结果表明,再生纤维素膜有致密的表面和断面,湿膜、干膜的断裂强度分别为7....     

微波辐射下1-烯丙基-3-甲基咪唑离子液体的合成

考察了氯化1-烯丙基-3-甲基咪唑（[amim]Cl）和1-烯丙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐（[amim]BF4）离子液体的微波合成工艺条件,并用红外光谱表征其结构。2种目标产物产率由传统加热下的80.3%和76.2%提高到微波辐射下的86.1%和95.4%,反应时间缩短为传统的1/200和1/67。确定的最佳反应条件为：微波功率均为280W,照射时间分别为125s和105s。     

碱处理对离子液体溶解棉花、甘蔗渣纤维素性能的影响

文章采用碱处理棉花、甘蔗渣纤维素,并对其在离子液体中的溶解性能进行研究。结果表明:碱处理破坏了半纤维素和木质素对纤维素的包裹缠结作用,使纤维素的含量和结构均发生变化,提高了其在离子液体中的溶解时间和速度。通过扫描电镜、红外光谱、热重等分析表明,纤维素经过碱处理后,纤维素分子葡萄糖环间1,4苷键断裂,破坏了纤维素分子间原本有序的结构,即表现为-OH峰由低波数向高波数位移,说明纤维素分子间氢键作用力减弱,使得棉花和甘蔗渣在离子液体中的溶解时间缩短。     

氯代1-烯丙基-3-甲基咪唑离子液体的合成

主要研究离子液体氯代1-烯丙基-3-甲基咪唑的合成方法,分别采用传统法和微波法制取离子液体,实验结果表明:在n(烯丙基氯):n(N-甲基咪唑)=1.4:1.反应时间为11 h,反应温度为55℃的最优条件下收率可达到91.07%,而在其它条件不变的情况,微波法可以大大提高反应速度并且可以提高收率.     

1-丁基-3-甲基咪唑氯盐离子液体合成与表征

以1-甲基咪唑和氯代正丁烷为原料,合成1-丁基-3-甲基咪唑氯盐离子液体,考察反应条件对产物收率的影响。结果表明,合成1-丁基-3-甲基咪唑氯盐离子液体的最佳条件为:反应温度80℃,反应时间40 h,1-甲基咪唑与氯代正丁烷的摩尔比5∶7。对反应产物进行了红外表征,确定了合成产物即为1-丁基-3-甲基咪唑氯盐离子液体。     

1-丁基-3-甲基咪唑氯盐离子液体合成与表征

以1-甲基咪唑和氯代正丁烷为原料,合成1-丁基-3-甲基咪唑氯盐离子液体,考察反应条件对产物收率的影响。结果表明,合成1-丁基-3-甲基咪唑氯盐离子液体的最佳条件为:反应温度80℃,反应时间40 h,1-甲基咪唑与氯代正丁烷的摩尔比5∶7。对反应产物进行了红外表征,确定了合成产物即为1-丁基-3-甲基咪唑氯盐离子液体。     

离子液体复合催化剂催化松节油聚合反应的研究

用三氯化铝、三氯化锑与卤化1-烷基-3-甲基咪唑盐〔[Cnm im]X〕制备了3种酸性离子液体复合催化剂{[C2m im]B r-A lC l3/SbC l3、[C4m im]C l-A lC l3/SbC l3和[C8m im]C l-A lC l3/SbC l3},并用于催化松节油聚合反应,结果表明,以[C4m im]C l-A lC l3/SbC l3的催化活性为佳。以[C4m im]C l-A lC l3/SbC l3为催化剂,考察了m(松节油)∶m(甲苯)∶m{[C4m im]C l}∶m(A lC l3)∶m(SbC l3),反应温度和反应时间等条件对反应结果的影响。在m(松节油)∶m(甲苯)∶m{[C4m im]C l}∶m(A lC l3)∶m(SbC l3)=15∶15∶2∶3∶1.5,反应温度-10℃,反应时间4~5 h较佳工艺条件下,固体树脂产物的收率为64%,软化点为104℃。     

离子液体法制备再生细菌纤维素纤维

以离子液体(氯化1-甲基-3-正丁基咪唑)溶解高聚合度细菌纤维素(BC),采用湿法纺丝制备再生细菌纤维素(RBC)初生纤维;通过红外光谱分析(FTIR)、广角X射线衍射(WAXD)分析、热失重(TG)分析、扫描电镜( SEM)、单丝强度拉伸等表征了RBC初生纤维的结构和性能.结果表明:该溶剂体系通过10 h的快速搅拌溶...     

蔗渣纤维素在离子液体中的溶解与再生

以蔗渣纤维素为原料,在1-烯丙基-3-甲基咪唑氯盐([Amim]Cl)离子液体中,制备出蔗渣纤维素再生膜。通过偏光显微镜观察了蔗渣纤维素的溶解过程,采用红外光谱、扫描电镜、X射线衍射、热重及力学性能等分析测试手段,对蔗渣纤维素及再生膜进行表征,结果表明:未经活化的蔗渣纤维素可快速、直接溶解在离子液体中,再生前后蔗渣纤维素发生了从纤维素Ⅰ到纤维素Ⅱ的晶型转变,蔗渣纤维素再生膜具有致密的结构,热力学稳定性达到292℃,拉伸强度高达144MPa。     

离子液体中天然纤维素的溶解研究进展

纤维素是广泛存在的自然资源,普遍应用于石油、医药、电子等行业。但是由于纤维素的本身化学性质使其难以加工。传统的黏胶法与铜氨法由于其生产条件严苛,污染环境,已经不再适合新时代对于绿色化学的要求。近年来,绿色高效的离子液体得到研究开发,为纤维素的发展提供一个新的平台。本文综述了当前纤维素的几种溶解体系及其概况,探讨了各个体系优缺点,并着重介绍了近年来离子液体的研究进展,提出了今后离子液体应用于纤维素的几个方向,以期为今后纤维素溶解及开发更多纤维素材料提供参考。     

麦秸纤维素在离子液体与有机溶剂复合体系中的溶解

采用一步法合成了N-烯丙基吡啶氯盐离子液体([APy]Cl),用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)和质谱分析(MS)进行结构表征,并与5种有机溶剂[二甲基亚砜(DMSO)、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、N,N-二甲基乙酰胺(DMAC)、吡啶及BS-12]形成复合溶剂,考察了麦秸纤维素在其复合溶剂中的溶解性能。结果表明:质量分数2%的麦秸纤维素在[APy]Cl/DMSO复合溶剂中溶解性能较佳,当复合溶剂m([APy]Cl)∶m(DMSO)=1∶0.5、120℃时,75 min可溶解完全。利用IR和X射线衍射对再生前后的纤维素进行结构表征,可知[APy]Cl/DMSO复合溶剂对麦秸纤维素溶解为直接溶解过程,溶解后麦秸纤维素由晶型Ⅰ转变成晶型Ⅱ。     

AmimCl离子液体对梧桐屑的溶解再生性能

考察了梧桐屑在1-烯丙基-3-甲基咪唑氯盐(AmimCl)离子液体中的溶解再生性能.通过带热台的偏光显微镜观察了梧桐屑在离子液体中的溶解过程.实验结果表明,梧桐屑在离子液体中的溶解率随溶解时间的延长、温度的升高、初始浓度降低而增大,优化实验条件可使溶解率最高达到23％.通过13C CP/MAS NMR、FT-IR、XR...     

基于离子液体再生的纤维素热解特性

利用离子液体1-丁基-3-甲基咪唑氯([Bmim]Cl)溶解PH-101微晶纤维素,通过不同的再生方法获得两种再生的纤维素,并利用XRD确定其结晶度,场发射扫描电镜(SEM)获得其形貌特征,热重(TG)分析表征其热稳定性.采用Py-GC/MS 对不同结晶度纤维素进行快速热解,并对热解挥发分进行在线分析,观察结晶度对纤维素热解特性的影响.研究表明左旋葡聚糖产率随结晶度降低而减少,而小分子产物随结晶度降低而增多.     

Ionic Liquids and Cellulose: Dissolution,Chemical Modification and Preparation of New Cellulosic Materials

Due to its abundance and a wide range of beneficial physical and chemical properties, cellulose has become very popular in order to produce materials for various applications. This review summarizes the recent advances in the development of new cellulose materials and technologies using ionic liquids. Dissolution of cellulose in ionic liquids has been used to develop new processing technologies, cellulose functionalization methods and new cellulose materials including blends, composites, fibers and ion gels.     

纤维素在离子液体水溶液中的溶胀与溶解行为的研究

以含水的离子液体1-丁基-3-甲基咪唑氯盐([BMIM]C)l为溶剂,研究了纤维素在其中的溶胀和溶解行为。通过偏光显微镜观察发现,[BMIM]Cl水溶液中的含水率对纤维素浆粕的溶胀与溶解行为有着重要的影响,主要表现为三种状态:当[BMIM]Cl中含水率小于1%时,浆粕纤维横向被迅速切断并快速溶解,没有发现明显的溶胀现象;当[BMIM]Cl中含水率在2%～5%时,浆粕纤维发生了非常明显的非均相溶胀,但并不溶解;而当[BMIM]Cl中含水率进一步增大到6%～20%时,浆粕纤维不再发生明显的溶胀现象。此外,研究结果还表明,当[BMIM]Cl中含水率在2%～5%时,溶胀温度和[BMIM]Cl中的含水率对于纤维素的溶胀有很大影响,随着温度升高,浆粕纤维的溶胀速度增大,达到最大溶胀比所需要的时间缩短;而随着[BMIM]Cl中含水率的提高,浆粕纤维在[BMIM]Cl水溶液中达到的最大溶胀比减小。     

Impact of non‐solvent on regeneration of cellulose dissolved in 1‐(carboxymethyl)pyridinium chloride ionic liquid

Cellulose dissolved in ionic liquid (1‐(carboxymethyl)pyridinium chloride)/water (60/40 w/w) mixture is regenerated in various non‐solvents, namely water, ethanol, methanol and acetone, to gain more insight into the contribution of non‐solvent medium to the morphology of regenerated cellulose. To this end, the initial and regenerated celluloses were characterized with respect to crystallinity, thermal stability, chemical structure and surface morphology using wide‐angle X‐ray diffraction, thermogravimetric analysis, Fourier transform infrared spectroscopy and scanning electron microscopy. According to the results, regardless of non‐solvent type, all regenerated samples have the same chemical structure and lower crystallinity in comparison to the initial cellulose, making them a promising candidate for efficient biofuel production based on enzymatic hydrolysis of cellulose. The reduction in crystallinity of regenerated samples is explained based on the potential of the non‐solvent to break the hydrogen bonds between cellulose chains and ionic liquid molecules as well as the affinity of water and non‐solvent which can be evaluated based on Hansen solubility parameter. The latter also determines the phase‐separation mechanism during the regeneration process, which in turn affects surface morphology of the regenerated cellulose. The pivotal effect of regenerated cellulose crystallinity on its thermal stability is also demonstrated. Regenerated cellulose with lower crystallinity is more susceptible to molecular rearrangement during heating and hence exhibits enhanced thermal stability. © 2019 Society of Chemical Industry     

戊二醛交联改性再生纤维素纤维的研究

以氯化1-丁基-3-甲基咪唑离子液体为溶剂对木质纤维素进行溶解并纺丝,得到再生纤维素纤维,再使用戊二醛对再生纤维素纤维进行交联改性,研究其交联改性条件对再生纤维素纤维力学性能的影响。结果表明:经戊二醛交联后,再生纤维素纤维的断裂强度有明显的提高;在戊二醛质量分数为4%,反应温度为50℃,反应时间为30 min的交联条件下,所得再生纤维素纤维的断裂强度为3.2 cN/dtex。