含咪唑类离子液体的环磷腈高聚物的制备和表征

来源 :华中科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:wendy_83090905
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基于本身的良好特性,离子液体是近几十年来发展最为迅猛的领域之一。聚离子液体也日益受到关注,目前聚离子液体在纳米材料、固态电解质、分离技术以及替代传统催化剂等方面有很多报道。磷腈衍生物的优良特性(如线性聚磷腈的柔顺性,环交联型聚磷腈的热稳定性、耐溶剂性)已经被广泛认识,并在医药、催化、有机合成、能源、航空航天材料等方面得到广泛应用。聚磷腈微纳米材料更是兼具高比表面积、吸附能力强大、表面结构可调性强等优点而受到青睐。本文尝试利用羟基功能化的离子液体与六氯环三磷腈反应,得到含不同比例离子液体的多氯环三磷腈,再与含多羟基官能团的化合物缩聚,得到以磷腈高分子为负载剂的聚离子液体,拓宽聚离子液体的种类。本文主要包括两部分:(1)以氯化1-羟乙基-3-甲基咪唑、六氯环三磷腈、4,4’-二羟基二苯砜为底物,三乙胺和吡啶为缚酸剂,在有机溶剂中超声合成了聚离子液体微、纳米材料。通过SEM、IR、TGA、XPS技术表征了聚合物的形貌、结构、热稳定性、表面元素含量。(2)探究了溶剂极性、浓度大小、底物比例不同、离子液体的阴离子不同等因素对聚合物的结构和形貌的影响。研究结果表明,IR谱图中有预期的砜基、苯环骨架、羟基、碳氮键、磷氮键、磷氧键等基团吸收峰存在;SEM观察到形貌以规则的球体为主,可控制粒径大小在几百纳米到几微米之间;TGA曲线表明离子液体的成功加入;XPS数据显示聚合物的表面元素种类和化合态与理论值一样;溶剂的极性越大,聚合物的粒径越均匀,球体越规则;随着反应物的浓度减小,聚合物的粒径减小,形状越来越规则,分散性好,但是浓度减小到一定值时,产物的颗粒不易分散;当IL/HCCP摩尔比值大于1.5时,形成的聚合物颗粒不规则,球体表面不光滑,粒径分布不均匀;相同条件下,不同阴离子的离子液体参与反应合成的聚合物形貌没有明显差别。总之,本文合成的聚合物丰富了聚离子液体的种类,并期望该聚离子液体在催化、生物医药、纳米材料、阻燃材料、电化学、聚合化学等方面发挥应用。
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