离子液体与聚丙烯腈/离子液体稀溶液的研究

摘要

本文采用两步法合成了咪唑类离子液体，通过红外光谱、核磁共振及元素分析等方法分析了所合成的离子液体1-丁基-3-甲基咪唑氯化盐([BMIM]Cl)和1-丁基-3-甲基四氟硼酸盐([BMIM]BF4)的结构，结果表明，所合成的离子液体的结构与理论结构具有很好的一致性。在此基础上，研究了水以及丙酮对离子液体折光指数的影响，并根据溶液折光指数与水及丙酮摩尔分数的关系，讨论了两者与离子液体之间在不同区域相互作用的机理，发现在富盐区(摩尔分数小于50％)，由于离子液体与水及丙酮之间形成氢键，使得溶液折光指数变化不大；在富水(丙酮)区(摩尔分数大于50％)，由于多余的水及丙酮的存在，使溶液的折光指数显著减小。着重研究了聚丙烯腈在[BMIM]BF4和DMF中特性粘度的变化。同时发现，PAN/DMF体系的特性粘度均大于PAN/[BMIM]BF4体系的特性粘度，且DMF体系的特性粘度随温度变化较小，而[BMIM]BF4体系的特性粘度对温度较敏感，随温度变化较大，但是两体系特性粘度均随温度升高而减小。　　同时采用GPC法测定了聚丙烯腈样品的相对分子量，并对40℃下聚丙烯腈-[BMIM]BF4体系的Mark-Houwink方程参数进行了订定。最后采用激光粒度分析仪以及AFM研究了聚丙烯腈在[BMIM]BF4和DMF中Z均粒径的大小及其分布。

目录

文摘

英文文摘

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第一章前言

1.1聚丙烯腈纤维的背景介绍

1.1.1聚丙烯腈纤维的发展

1.1.2聚丙烯腈纤维的传统溶剂

1.2离子液体的背景介绍

1.2.1绿色化学及离子液体的发展

1.2.2离子液体的种类及其特点

1.2.3离子液体的应用

1.2.4离子液体的性质

1.2.5离子液体在溶解方面的研究

1.3本论文的主要工作

1.4本论文的研究意义

1.5参考文献

第二章离子液体的合成与结构表征

2.1实验原料

2.2离子液体的合成

2.3测试方法

2.4结果与讨论

2.4.1离子液体的合成

2.4.2离子液体的结构表征

2.5本章小结

2.6参考文献

第三章常规溶剂对离子液体折光指数的影响

3.1引言

3.2实验方法

3.3结果与讨论

3.3.1水对离子液体折光指数的影响

3.3.2丙酮对离子液体折光指数的影响

3.3.3离子液体与水、丙酮三元体系折光指数的变化

3.4本章小结

3.5参考文献

第四章聚丙烯腈稀溶液体系特性粘度的研究

4.1引言

4.2理论背景

4.3实验方法

4.3.1聚丙烯腈的沉淀分级

4.3.2粘度测定

4.4结果与讨论

4.4.1测定条件的选择

4.4.2离子液体与DMF的对比实验

4.4.3离子液体-沉淀分级聚丙烯腈溶液体系特性粘度修正

4.5本章小结

4.6参考文献

第五章GPC法测定聚丙烯腈样品分子量以及Mark-Houwink方程参数的订定

5.1引言

5.2实验部分

5.3结果与讨论

5.3.1 GPC测定条件的确定

5.3.2淋洗剂对GPC色谱图的影响

5.3.3标样对GPC测试结果的影响

5.3.4沉淀分级聚丙烯腈相对分子质量参数

5.3.5 Mark-Houwink方程参数的订定

5.4本章小结

5.5参考文献

第六章聚丙烯腈在不同溶剂中Z均粒径的大小及其分布

6.1引言

6.2实验部分

6.3结果与讨论

6.3.1 Z均粒径及其分布指数的测定

6.3.2浓度对两溶液体系下聚丙烯腈Z均粒径及其分布指数的影响

6.3.3 AFM图中聚丙烯腈的粒径大小及其分布

6.4本章小结

6.5参考文献

第七章结论

攻读硕士学位期间发表的论文

致谢