论文总字数：16524字

摘 要

壳聚糖是一种自然界中高分子资源，在人类社会的发展中饰演着重要的地位。其良好的生物可降解性、环境友好型的自然高分子原料必将成为世界许多国家竞相研究和开发的热点。而离子液体是非易失性的、不可燃的和热稳定的溶剂，因此非常有前途的替代传统的挥发性有机溶剂，也被称为21世纪的绿色溶剂，很有发展的前途和研究的价值。

本课题先以N-甲基咪唑、氯乙酸乙酯等为原料，制备乙酸酯离子液体3-甲基-1-乙氧羰基甲基咪唑氯盐(EtmimCl)，探索壳聚糖在离子液体EtmimCl中的溶解、再生性能。并使用流变仪检测壳聚糖离子液体的流变性能。100℃为合成反应的最适宜温度；在100℃下，壳聚糖的质量分数越低，其溶解时间越短，而且壳聚糖离子液体的黏度也是最低的。当壳聚糖的质量分数一定，随着溶解温度升高，其溶解时间明显缩短。此论文的目的方便在以后的壳聚糖的衍生物的应用更加的广泛。

关键字：合成；壳聚糖；离子液体；溶解；流变性能

Dissolution and rheological properties of chitosan in ionic liquids EtmimCl

Abstract

Chitosan is a natural polymer resources, the future play an important role in the sustainable development of human society. Its good biodegradability, environment-friendly natural polymer materials will become in many countries around the world competing for research and development of hot spots. The ionic liquids are non-volatile, non-flammable and thermally stable solvent, very promising alternative to traditional volatile organic solvents, also known as green solvents in the 21st century, the value is very promising development and research .

The first issue to 1-methylimidazole, ethyl chloroacetate as raw materials, the preparation of ionic liquids acetate methyl-1-ethoxycarbonyl-methylimidazolium chloride (EtmimCl), to explore the chitosan in ionic liquids EtmimCl dissolution, regeneration performance. And rheological properties using flow cytometry chitosan ionic liquids. 100 ℃ the optimum temperature for the synthesis reaction, at 100 ℃, the lower the mass fraction of chitosan, shorter dissolution time and viscosity of chitosan ionic liquid is the lowest. When the mass fraction of chitosan certain, as the solution temperature increases, the dissolution time is shortened very obvious. To facilitate the application of chitosan derivatives later embarked on the road of green industrialization and sustainable development.

Keywords: synthesis; chitosan; ionic liquid; dissolution; rheological property

目 录

摘 要 I

Abstract II

目录 III

第一章 综述 1

1.1 前言 1

1.2壳聚糖介绍 2

1.3 离子液体 2

1.3.1离子液体的简介 2

1.3.2离子液体的分类 3

1.3.3离子液体的合成法 4

1.3.4离子液体的物化性能 4

1.3.5离子液体的密度和黏度 4

1.3.6离子液的溶解性 5

1.3.7离子液的应用 5

1.4壳聚糖溶解于离子液体的研究现状 6

1.4.1壳聚糖在离子液溶解的作用机理 7

1.5壳聚糖在离子液体的流变性能 8

1.6本文思路 9

1.6.1明确目的和要求 9

1.6.1反应方程式 9

第二章实验部分 10

2.1 实验材料与仪器 10

2.1.1 材料 10

2.1.2 仪器与设备 10

2.2 实验内容 11

2.2.1 离子液体EtmimCl的合成 11

2.2.2 壳聚糖在离子液体EtmimCl中的溶解 12

2.2.3 壳聚糖的再生 12

2.2.4 壳聚糖的离子液体流变性能检测 12

第三章实验结果与结论 13

3.1 产物的理化性质 13

3.2 温度、反应时间、摩尔配比对产率的影响 13

3.3 合成产物的氢谱图 14

3.4 壳聚糖在EtmimCl离子液体中的溶解性能 15

3.5 壳聚糖在EtmimCl离子液体中流变性能分析 17

第四章 结论与展望 19

4.1 结论 19

4.2 展望 19

参考文献 20

致 谢 22

第一章 综述

1.1 前言

离子液体是21世纪以来的一类具有应用前途和发展远景的环保溶剂，特点是对水和空气稳定及不挥发，由于其独特的特点，离子液体在许多地方受到越来越多的使用，包括有机化学、电池、催化、分离等应用。

Swatloski^[1]和他的小组（Swatloski等人，2002年）报告了一系列含有1-丁基-3-甲基咪唑（[C₄MIM] ）的阳离子，纤维素在离子液体的溶解能力先驱研究。有一种离子液体，1-丁基-3-甲基咪唑氯化物（[C₄MIM] Cl）的显示出良好的溶解度，这可能溶解到纸浆纤维素的10％（重量），在100摄氏度时。不久后，1-烯丙基-3-甲基咪唑氯盐化物的合成（[AMIM] Cl），结果为纤维素的强大溶剂（Zhang等，2005）。棉纤维素可以在110摄氏度溶于[AMIM]Cl 120分钟内。

尽管壳聚糖结构式和纤维素分子结构式有点类似，但是起初基本上没人研究使用离子液体溶解壳聚糖。从最早开始溶解纤维[BMIM]Cl离子液体作为研究对象，Xianbo Lu^[2]等初步研究[BMIM]Cl溶解壳聚糖，结果表明壳聚糖能溶于[Bmim]Cl离子液体中。Mantz^[3]等用不同种类的离子液体来溶解天然高分子研究发现，甲壳素能够很好的溶解于［EMIM］Cl的盐离子液体。

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