纤维素_离子液体溶液流变行为的研究

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1、第30卷第12期纺织学报Vol.30No.122009年12月JournalofTextileResearchDec.2009文章编号:025329721(2009)1220009205纤维素P离子液体溶液流变行为的研究闫红芹(安徽工程科技学院纺织面料重点实验室,安徽芜湖241000)摘要以离子液体12丁基232甲基咪唑氯盐([BMIM]Cl)为溶剂,制备了不同质量分数的纤维素P[BMIM]Cl溶液,利用ARES2RFS旋转流变仪研究了溶液的稳态流变行为,讨论了剪切速率、温度和纤维素含量等因素对溶液黏度和非牛顿指数的影响。结果表明:纤维素P[BMIM]Cl溶液属于非牛顿假塑性

2、流体,呈现切力变稀行为;溶液的表观黏度随着剪切速率的升高而降低;随着温度的升高,溶液的结构黏度下降,非牛顿指数增加;纤维素含量的增加可使溶液的结构黏度、零切黏度和黏流活化能增大,使非牛顿指数降低。关键词离子液体;纤维素溶液;黏弹性;流变中图分类号:TQ352文献标志码:AStudyonrheologicalpropertyofcellulosePionicliquidsYANHongqin(KeyLaboratoryofTextileScience&Technology,AnhuiUniversityofTechnologyandScience,Wuhu,Anhui24100

3、0,China)AbstractCelluloseP[BMIM]Clsolutionwithdifferentcelluloseconcentrationswaspreparedbyusingtheionicliquid12butyl232methylimidazoliumchloridedispersion[BMIM]Clasthesolvent.ThesteadyrheologicalpropertiesofthesolutionwereinvestigatedbymeansofARES2RFSrheometer.Theinfluenceofseveralfactorsi

4、ncludingshearrate,temperatureandcelluloseconcentrationonviscosityandnon2Newtonicanindexwerealsodiscussed.TheresultsshowedthatcelluloseP[BMIM]Clsolutionwasatypicalpseudoplasticfluidexhibitingshearthinningphenomena.Theapparentviscosityofsolutiondecreasedwithincreasingoftheshearrate.Withincrea

5、singoftemperature,thestructureviscosityindexofsolutiondecreasedandthenon2Newtonicanindexincreased.Solutionexhibitedincreaseinstructureviscosityindexandzeroshearingviscosityandviscousflowactivationenergywiththeincreaseofcelluloseconcentration,butthenon2Newtonicanindexdecreased.Keywordsionicl

6、iquid;cellulosesolution;viscoelasticproperty;rheology纤维素是自然界中储量最丰富的天然高分子材唑型离子液体12丁基232甲基咪唑氯盐([BMIM]Cl)[5]料,随着石油资源的紧张,可再生纤维素产品的开发对纤维素具有最佳溶解性。Heinze等研究了不同越来越受到人们的重视。但是由于天然纤维素具有聚合度的纤维素在几种离子液体中溶解前后的降解较高的结晶度,分子之间存在大量的氢键,所以不溶程度。国内关于离子液体溶解纤维素的研究也在不[1-2][6-9]于水和大多数溶剂,这成为纤维素开发利用中断深入。的最大障碍。纤维素溶液的流变性能

7、对纤维素纤维的成型起离子液体(Ils)是最近开发的一种优良的纤维素着非常重要的作用,研究纤维素溶液的流变性能及溶剂。具有不挥发,对水和空气有稳定组成,可以通其影响因素是探索纺丝结构,了解其变化规律的有过不同的离子组合有针对性地设计其物理和化学性效方法之一。本文以[BMIM]Cl为溶剂,制备了不同[3-4]质的特点,因此成为研究的热点。Swatloski等研质量分数的纤维素离子液体纺丝溶液并对其流变性究了一系列离子液体对纤维素的溶解性能发现,咪能进行了研究,为选择纤维素P[BMIM]Cl体系制备收稿日期: