本文關(guān)鍵詞：功能化離子液體的合成及改性酚醛樹脂的研究

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【摘要】：首先合成了五種功能化鹵代咪唑離子液體,其中包括三種小分子咪唑離子液體和兩種聚醚離子液體,分別為氯代1-(2-羥乙基)-3-甲基咪唑([HeMIM]Cl)、溴代1-乙胺-3-甲基咪唑([AeMIM]Br)、氯代1-(2-羧乙基)-3-乙基咪唑([CeEIM]Cl),氯代1-羥基聚丙醚-3-甲基咪唑([HO-PECH-MIM]Cl)、氯代1-羧基聚丙醚-3-甲基咪唑([HOOC-PECH-MIM]Cl),采用紅外和核磁譜圖對(duì)其化學(xué)結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征。然后利用合成的五種離子液體與苯酚、甲醛或直接與酚醛預(yù)聚物進(jìn)行原位共混,研究離子液體結(jié)構(gòu)特點(diǎn)對(duì)酚醛樹脂力學(xué)性能、熱性能以及游離醛釋放量的影響。再利用小分子離子液體溶解生物質(zhì)(木粉,稻草,秸稈),制備酚醛復(fù)合材料,研究小分子離子液體對(duì)生物質(zhì)的溶解性質(zhì)及其溶解體系對(duì)酚醛樹脂力學(xué)性能,熱性能、固化性能及游離醛釋放量的影響。結(jié)果表明,合成的咪唑離子液體均為目標(biāo)產(chǎn)物,且純度較高,其中小分子離子液體產(chǎn)率高于93%,但聚醚離子液體為75%左右。經(jīng)功能化小分子離子液體改性后的酚醛樹脂力學(xué)性能顯著提高,其中[AeMIM]Br改性的酚醛樹脂拉伸/沖擊性能最好,分別從3.28MPa和0.93KJ/m2提高到9.35MPa和6.96KJ/m2,游離醛釋放量從3.64%降低到2.46%,硬度變化不大,但改性后的酚醛樹脂的熱穩(wěn)定性略有降低。經(jīng)聚醚離子液體改性的酚醛樹脂拉伸/沖擊強(qiáng)度分別提高到6.94MPa和9.51MPa,游離醛釋放量降低到了0.14%,這說明功能化離子液體可以增強(qiáng)增韌酚醛樹脂,并有效降低其游離醛釋放量,其中聚醚離子液體的增韌效果明顯高于小分子離子液體,且游離醛釋放量顯著下降。小分子離子液體溶解生物質(zhì)體系改性酚醛樹脂的結(jié)果表明,小分子離子液體能夠很好的溶解生物質(zhì),且溶解率隨著溫度的升高逐漸增大,其中[CeMIM]Cl溶解效果最好,在90℃時(shí)其溶解率高達(dá)24.6%。經(jīng)功能化離子液體及溶解生物質(zhì)制備的酚醛復(fù)合材料的性能明顯被提高,且隨著離子液體用量的增加,酚醛復(fù)合材料的性能逐漸完善,當(dāng)離子液體與生物質(zhì)質(zhì)量比超過20:1時(shí),酚醛復(fù)合材料的性能趨于穩(wěn)定,其中[AeMIM]Br溶解生物質(zhì)產(chǎn)物制備的酚醛復(fù)合材料力學(xué)性能優(yōu)于[CeMIM]Cl和[HeMIM]Cl。與上述相應(yīng)的小分子離子液體直接改性酚醛樹脂相比,溶解生物質(zhì)制備的酚醛復(fù)合材料其拉伸強(qiáng)度可進(jìn)一步被提高,游離醛釋放量可明顯被降低,說明生物質(zhì)原料不但可以降低酚醛樹脂成本,還可以增強(qiáng)酚醛樹脂,并捕捉游離醛。以上研究充分說明了離子液體可以增強(qiáng)增韌酚醛樹脂,并能有效降低游離醛釋放量,制備的酚醛復(fù)合材料符合高性能、環(huán)保型高分子材料的研發(fā)理念。
【學(xué)位授予單位】：沈陽工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TB33

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