《（毕业设计论文）《N-乙酸乙酯吡啶基氯盐离子液体的合成及对苎麻织物改性的研究》》由会员分享，可在线阅读，更多相关《（毕业设计论文）《N-乙酸乙酯吡啶基氯盐离子液体的合成及对苎麻织物改性的研究》（31页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、毕业设计毕业设计( (论文论文) )课题名称课题名称 N-乙酸乙酯吡啶基氯盐离子液体的合成 及对苎麻织物改性的研究 专业名称专业名称 轻化工程 学生姓名学生姓名 学学 号号 指导教师指导教师 南京工业大学食品与轻工学院南京工业大学食品与轻工学院N-乙酸乙酯吡啶基氯盐离子液体的合成及对苎麻织物改性的研究摘要摘要本文合成N-乙酸乙酯吡啶基氯盐离子液体，并以之作为改性剂，考察其对苎麻织物的改性，通过染色实验探讨其在不同温度下以及处理不同时间后苎麻织物的上染性能，并采用SEM、DSC-TG分析方法对改性后麻织物的形态及热行为进行表征。结果表明：用N-乙酸乙酯吡啶基氯盐离子液体对苎麻织物改性后，可降低纤
2、维的结晶度，增加纤维的无定型区，上染速率和上染率得到显著提高，其手感、刺痒感和易脆性也得到了改善。最佳工艺条件：离子液体处理温度80，处理时间为20min，在这种工艺条件下的麻织物强力保留率较高；升高温度，延长处理时间，麻织物强力下降明显。关键词：关键词：离子液体；苎麻织物；改性；染色 Synthesis of N- ethyl acetate pyridine chlorine salt ionic liquid and modification on ramie fabric AbstractThis paper synthesized the N- ethyl acetate pyrid
3、ine chlorine salt ionic liquid, and the ionic liquid was used for modifier of ramie fabric. We studied the effects of modification time and temperature on dyeing properties of modified ramie fabrics. The surface morphology and thermal performance of ramie fabric was observed by SEM and DSC-TG.The re
4、sults showed that after modified by N- ethyl acetate pyridine chlorine salt ionic liquid, the crystallinity of ramie fabric decreased, dyeing rate and dye-uptake increased remarkable. The shortcomings of ramie fabrics such as handle, prickle sensation and breakage were improved also. The optimum con
5、dition of modification is: temperature 80; time 20min. The ramie fabrics tensile breaking strengths was acceptable under this condition; The ramie fabrics tensile breaking strengths decreased obviously when elevated temperature.Keyword：Ionic liquid; ramie fabric; modification; Dyeing目录目录摘要摘要.ABSTRAC
6、T第一章第一章 前言前言.11.1 离子液体概述.11.2 离子液体的发展史21.3 离子液体的组成和分类.31.3.1 按阳离子的种类分类 31.3.2 按阴离子种类分类31.3.3 按路易斯酸性分类31.4 离子液体的性质41.4.1 熔点41.4.2 密度41.4.3 粘度41.4.4 酸碱性41.4.5 生物可降解性41.4.6 热稳定性51.4.7 导电性51.4.8 电化学窗口51.4.9 蒸汽压51.4.10 溶解性51.5 离子液体的合成61.5.1 按合成原理分类61.5.2 按合成步骤分类61.6 离子液体的应用71.6.1 在有机反应中合成中的应用 71.6.2 离子液体
7、在电化学中的应用 81.6.3 离子液体在催化反应中的应用 91.6.4 离子液体在分离过程中的应用 91.6.5 离子液体在分析方面的应用 101.6.6 离子液体在色谱中的应用 101.6.7 在润滑剂方面的应用101.6.8 在功能材料方面的应用 101.6.9 在纺织行业的应用111.7 本文思路121.7.1 离子液体合成121.7.2 苎麻纤维离子液体工艺探究 12第二章第二章 实验部分实验部分.132.1 药品和仪器.132.2 试验方法132.2.1 离子液体的合成132.2.2 苎麻纤维离子液体预处理 142.2.3 苎麻纤维染色工艺142.2.4 苎麻纤维上染率测试142.
8、2.5 苎麻纤维差热分析（DSC-TG）152.2.6 苎麻纤维表面形态分析（SEM）15第三章第三章 结果与讨论结果与讨论.163.1 N-乙酸乙酯吡啶氯盐离子液体的物化性质163.2 离子液体处理后苎麻纤维染色变化163.3 离子液体处理后苎麻纤维染色吸附等温线173.4 离子液体处理后苎麻纤维热分析193.5 离子液体处理对苎麻纤维表面形态的变化203.6 离子液体对苎麻纤维的整理效果21第四章第四章 结论与展望结论与展望.224.1 结论.224.2 展望.22参考文献参考文献.23致谢致谢.25第一章第一章 前言前言1.1 离子液体概述离子液体概述离子液体通常又称为室温离子液体，是指
9、在室温或室温附近呈液态的离子化合物(没有电中性的分子，由阴离子和阳离子组成，其中的阳离子一般为含氮、磷的有机阳离子) 1。离子液体种类繁多，通常，人们通过对正、负离子的设计，可以得到多种类型的离子液体2-3。离子液体以其较宽的液态范围、非挥发性、可调控的物化性能、较宽的电化学窗口等特殊性能，是一种极具应用前景的绿色溶剂，可作为有机合成的反应介质和催化剂、分离科学的溶剂和萃取剂、电化学的电解液等，还有一些带有特定官能团的离子液体更是受到瞩目的关注4。近年来，有关离子液体尤其是咪唑型离子液体溶解纤维素的研究比较活跃5-6。与传统的有机溶剂和电解质相比，离子液体具有一系列突出的优点7：(1) 较宽的
10、液体稳定范围通过调节阴、阳离子的大小及结构，可以使离子液体在室温或低于室温的条件下呈液体状态，液体范围大约为-90400。离子液体较高的稳定性，使得其和水的 100沸点相比有着很大的利用空间。由于其较宽的液体温度范围，对于在其中进行的反应可以进行较大程度的动力学控制，在应用室温离子液体时我们不必考虑像有机溶剂通常具有的易燃性，大大提高了实验室和工业应用中的安全性和可操作性。(2) 较强溶解能力离子液体能溶解许多有机、无机、金属有机化合物和高分子材料，并能获得很高的浓度。离子液体也能够溶解某些气体，如对 H2、O2、CO 或 CO2的溶解性很好，这使它成为催化加氢反应、羰基化反应、加氢醛化反应、
11、氧化反应等很好的溶剂。(3) 较低的蒸汽压虽然在离子液体中阴、阳离子间的库仑力较弱，但和一般分子溶剂的分子间作用力相比，它显然要大得多，因此即使在较高的温度下，它们也不易挥发，蒸汽压几乎为零，故它们可用于高真空体系，在化学实验过程中也不会产生对大气造成污染的有害气体。(4) 较合适的粘度由于离子液体中阴、阳离子之间静电作用力较大，所以离子液体的粘度较大，可用作高效液相色谱的固定相。离子液体的粘度对有机溶剂非常敏感，加入少量的有机溶剂，粘度会明显降低。(5) 较高的导电性由于离子液体全部是由离子组成，具有良好的导电性，可作为许多物质的电化学研究的电解液。(6) 较强的催化活性很多离子液体具有较强
12、的催化活性，在有机合成反应中，离子液体既可以作为溶剂，有可以作为催化剂来催化有机反应，并可循环使用。离子液体可以设计为酸性或碱性离子液体，代替传统酸碱催化剂。从纺织角度来看，离子液体的宽液程、低挥发、高极性、强溶解性和生物兼容性是应用研究的重点。较宽的液态温度范围及低挥发性可以简化纺织品的处理程序，降低对设备的安全防护要求；对无机物和有机物都可以溶解，可形成多相体系，有利于新型纤维的制备，也有利于各种化学试剂的组合使用和产物分离；对生物酶的兼容性可使它作为生物催化反应介质，从而在纺织品的前处理、后整理中发挥更好的作用。1.2 离子液体的发展史离子液体的发展史离子液体的研究可以追溯到 1914
13、年，Sudgen8等报道了第一个在室温下呈液体的有机盐类硝酸乙基胺C2H5NH3NO3，它的熔点为 12。随后，Hurley9等于 1948 年报道了氯铝酸盐离子体系。但是在这之后，有关离子液体的研究并不多见。直到 70 年代，Koch10等重新合成了基于 N-烷基吡啶的氯铝酸盐离子液体。N-烷基吡啶的氯铝酸盐离子液体系的发现，为离子液体在电化学、有机合成、催化等领域的应用初步奠定了基础。20 世纪 80 年代初，Wikes11等发现 1，3-二烷基咪唑盐比 N-烷基吡啶盐具有更负的电位并在此基础上合成了 1，3-二烷基咪唑盐类离子液体，大大扩展了离子液体的范围。但是，由于这一类液体对水和空气
14、敏感，大大限制了其应用。到了 20 世纪 90 年代，一类以1，3-二烷基咪唑氟硼酸盐12为代表的新型离子液体被人们成功合成，使得离子液体的研究和应用迅速扩展。催化研究工作者将该类离子液体成功地用作催化剂和反应介质，并开展了大量工作。同时，离子液体的研究成功扩展到分离分析、电化学以及功能材料等领域。这一阶段成为离子液体发展的黄金时期。近三年来，功能化和固载化成为离子液体发展的一个重要方向，其目的是最大可能地发挥离子液体的功能。这一阶段比较有代表性的工作是酸功能化离子液体的设计合成以及离子液体固载化的工作。1.3 离子液体的组成和分类离子液体的组成和分类1.3.1 按阳离子的种类分类根据阳离子的
15、不同，离子液体可以分为 4 类13：(a)烷基铵阳离子(用NRxH4-x+表示)；(b)烷基季阳离子(用PRxH4-x+表示)；(c)N-烷基吡啶阳离子(用RPy+表示)；(d)N，N-二烷基咪唑阳离子(用R1R3im+表示，im 代表咪唑结构，若 2 位上还有取代基 R2，用R1R2R3im+表示).其中烷基取代的咪唑阳离子最稳定，且熔点较低(与其他阳离子构成的离子液体相比)，倍受研究者的青睐。4 种阳离子结构式如下：NRRRRPRRRRNRNNR2R1(a) (b) (c) (d)1.3.2 按阴离子种类分类根据阴离子的不同，离子液体可分为 2 类14：(1)卤化盐+AlCl3型(其中 Cl 也可用 Br代替)，如 1-乙基-3-甲基咪唑氯代铝酸盐(emimCl-AlCl3)，其缺点是对水极其敏感，要在真空或惰性气氛下进行处理和研究，质子和氧化物杂质的存在对在该类离子液体中的化学反应有决定性的影响；(2)非卤化盐+AlCl3型(又称为新离子液体)的阳离子多为烷基取代的咪唑离子，阴离子为 BF4一、PF6一、NO3一、ClO4一、CH3COO一、CF3COO一等，许多品种对水和空气稳定，如 1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐(emimBF4)。以 NO3一、ClO4一为阴离子的离子液体要小心爆炸，特别是在干燥的时候。1.3.
