低共熔溶劑(DES)中的聚合物合成與加工正在吸引越來越多的研究關注。由于大多數(shù)聚合物在DES中溶解度很低甚至不溶,因此尋找良好互溶的聚合物-DES配對或基于聚合物的低共熔溶劑體系具有重要意義。經(jīng)過大量篩選,本論文研究首次發(fā)現(xiàn)PEG/ZnCl_2/EG、Boltorn/PEG和PEI/EG等三個具有良好互溶度的聚合物-DES體系或基于聚合物的DES體系。通過對上述體系的熱力學及動力學性質的測定與相關測試探究了各個體系內的分子間相互作用。研究表明:對這三個體系,溫度升高導致密度和粘度降低而電導率增加,這是由分子熱運動的增強和氫鍵的弱化導致的。(1)PEG/ZnCl_2/EG:ZnCl_2/EG摩爾比增加,密度和粘度增加而電導率降低。隨著PEG分子量的增加,粘度和表面張力增加,而密度和電導率呈下降-增加和增加-減少的趨勢。電導率和粘度對PEG濃度的敏感性分析表明,在低溫下[ZnCl(EG)]~+比[ZnCl(EG)_2]~+締合能力更強,后者在高溫下變得更強。聚合物鏈“末端”效應和聚合物鏈纏結效應對抗氫鍵競爭結果決定了隨著PEG分子量增加溶液的密度“降低-增加”和電導率“增加-減少”的結果。隨著ZnCl_2與EG的摩爾比增加,E_η和E_κ增加,V_0在0.61-0.66cm~3/g范圍內并且隨PEG濃度增加。(2)Boltorn/PEG:Boltorn在PEG中的溶解度隨溫度增加。(1)PEG相同時,溶解度H20﹤H30﹤H40;(2)Boltorn相同時,Boltorn在PEG中的溶解度隨PEG分子量增加而降低。Boltorn/PEG分子間氫鍵強度隨Boltorn濃度增加。此外,Boltorn在PEG200中粒徑大小是H20H30H40,但溫度高于323.15K時,H40對溫度的敏感造成粒徑較大。對H40/PEG200隨著H40的增加,b_ρ減小、E_η和E_κ活化能增加。Boltorn/PEG的V_0在0.86-0.89cm~3/g的范圍內且V_0隨H40濃度而增加。(3)PEI/EG:支化PEI和EG任意比互溶,而線性PEI溶解度很低,PEI濃度增加造成氫鍵增強使紫外吸收峰發(fā)生偏移。PEI在EG中的粒徑隨溫度增加且PEI在EG、水和乙醇中的粒徑是乙醇水乙二醇。濃度相同時,PEI分子量的增加引起密度、粘度和電導率的降低。由關聯(lián)得到的b_ρ、E_η、E_κ和V_0的值分別在0.88-2.85E-04kg/m~3/K、23.82-48.82、1.72-11.66kJ/mol和0.88-0.98cm~3/g的范圍內。PEI/EG是一種新型綠色的CO_2吸收劑,在常溫常壓下吸收CO_2高達1.31mol/kg,研究結果表明低的密度、粘度和表面張力有利于CO_2吸收。
【學位單位】：合肥工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2019
【中圖分類】：TQ413
【文章目錄】：
致謝
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 低共熔溶劑
    1.2 低共熔溶劑的研究現(xiàn)狀及應用
        1.2.1 低共熔溶劑的研究現(xiàn)狀
        1.2.2 低共熔溶劑的應用
    1.3 高分子聚合物
        1.3.1 高聚物的溶解機理
        1.3.2 聚乙二醇簡介
        1.3.3 聚乙烯亞胺
        1.3.4 超支化聚酯（Boltorn）
    1.4 DES性質的表征
        1.4.1 DES與高聚物-DES體系的相行為
        1.4.2 密度、粘度、導電性和表面張力
        1.4.3 孔洞理論
    1.5 本論文研究
        1.5.1 本論文研究目的與意義
        1.5.2 研究內容
第二章 PEG/ZnCl2/EG溶液的密度、表觀粘度、電導率、表面張力和分子間相互作用
    2.1 引言
    2.2 實驗部分
        2.2.1 實驗試劑和實驗設備
        2.2.2 實驗過程
        2.2.3 DSC測試
        2.2.4 FT-IR測試
2/EG溶液溶液的熱力學和動力學性質'>        2.2.5 PEG/ZnCl₂/EG溶液溶液的熱力學和動力學性質
    2.3 結果與討論
        2.3.1 聚乙二醇溶解度
        2.3.2 DSC測試
        2.3.3 FTIR測試
        2.3.4 密度、表觀粘度、電導率和表面張力
    2.4 相關性
        2.4.1 密度、粘度和電導率與溫度的相關性
        2.4.2 粘度與密度的關聯(lián)
    2.5 本章小結
第三章 Boltorn/PEG溶液的密度、表觀粘度、電導率、表面張力和分子間相互作用
    3.1 引言
    3.2 實驗部分
        3.2.1 實驗試劑和儀器設備
        3.2.2 實驗過程
        3.2.3 DSC測試
        3.2.4 FT-IR測試
        3.2.5 UV測試
        3.2.6 粒度測試
        3.2.7 Boltorn/PEG溶液的熱力學和動力學性質
    3.3 實驗結果與討論
        3.3.1 溶解度測試
        3.3.2 DSC測試
        3.3.3 FT-IR測試
        3.3.4 UV測試
        3.3.5 粒度測試
        3.3.6 熱力學及動力學
        3.3.7 數(shù)據(jù)關聯(lián)
    3.4 本章小結
第四章 PEI/EG溶液密度、粘度、電導率以及分子間相互作用及應用的研究
    4.1 引言
    4.2 實驗部分
        4.2.1 實驗試劑和實驗設備
        4.2.2 PEI/EG溶液的制備
        4.2.3 DSC測試
        4.2.4 FT-IR測試
        4.2.5 UV測試
        4.2.6 粒度測試
        4.2.7 PEI/EG溶液的熱力學和動力學性質
    4.3 結果與討論
        4.3.1 DSC測試
        4.3.2 UV測試
        4.3.3 FT-IR測試
        4.3.4 粒度測試
        4.3.5 互溶度、密度、表觀粘度、電導率
    4.4 相關性
        4.4.1 密度、粘度和電導率與溫度的相關性
        4.4.2 密度與粘度的關聯(lián)
    4.5 PEI/EG溶液在吸收二氧化碳方面的應用
        4.5.1 配制PEI/EG溶液
2的溶解度'>        4.5.2 測定PEI/EG低共熔溶劑對 CO₂的溶解度
        4.5.3 二氧化碳在PEI/EG溶液中的溶解度
        4.5.4 二氧化碳吸收效果對比
    4.6 本章小結
第五章 結論與展望
    5.1 結論
    5.2 展望
參考文獻
附錄
攻讀碩士學位期間學術活動及發(fā)表論文情況

【參考文獻】

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本文編號：2878894