季铵碱溶剂体系的Kamlet-Taft参数测定文献综述
2020-06-04 20:30:12
文 献 综 述 1.1季铵碱的简介 季铵碱是一类通式为R4NOH的化合物,分子结构与氢氧化铵相似,具有强碱性,易潮解,易溶于水并发生100%电离,被用于制备有机合成试剂、催化合成有机硅及生物柴油[1]等、还可以作为合成沸石的模板剂、相转移催化剂、有机酸滴定剂、电路板的蚀刻剂和微电子芯片制造中的清洗剂[2]。
季铵碱可以通过加成法、离子交换树脂法、置换法、氧化银法、离子膜法和离子膜电解法来制备[3]。
季铵碱对纤维素有一定的溶解性。
1.2纤维素的溶剂体系 纤维素是由β-D-葡萄糖单元经β-(1-4)苷键连接而成的直链多聚体,且没有分支,由于其分子内及分子间极强的氢键作用、复杂的聚集结构和高结晶度,使得它在体系中运动困难,扩散能力差,难以在一般溶剂中溶解。
溶解纤维素的溶剂体系一般有两种方式:一种是与纤维素发生化学反应使其溶解,另一种是不发生化学反应直接溶解纤维素[4]。
NMMO(N-甲基吗啉-N-氧化物)是目前最好的纤维素溶剂[5],其在85℃以上的高温下能破坏纤维素分子间氢键,是纤维素溶解[6];离子液体(如1-丁基-3-甲基咪唑氯盐([BMIM]Cl)和1-烯丙基-3-甲基咪唑盐酸盐([AMIM]Cl))通过在合适空间位置与纤维素羟基上的氧原子和氢原子的相互作用,打开纤维素分子间氢键使之溶解[7];NaOH/硫脲,NaOH/尿素水溶液体系,则是通过低温溶解技术,产生小分子和大分子间的新型氢键网络结构,破坏纤维素分子间和分子内氢键使之溶解[6]。
本课题研究的季铵碱则是属于纤维素溶解剂中的有机碱类。
1.3季铵碱溶解纤维素的原理 纤维素在大气中会发生吸附和解吸过程,吸附指的是纤维素纤维自大气中吸取水或蒸汽,解吸指的是因大气中降低了蒸汽分压而自纤维素放出水或者水蒸气的过程。
吸附分为物理吸附和化学吸附,物理吸附是指纤维物料达到纤维饱和点以后,水分子继续进入纤维的细胞腔和空隙之中,形成多层吸附水,称为游离水或毛细管水,与纤维素无化学键连接;化学吸附指的是结合水进入纤维素的无定形区(部分纤维素分子形成氢键的区域)与纤维素的羟基形成氢键而结合的过程。
由于水的吸着力强,所以吸附时会破坏氢键释放出热量(微分吸着热),纤维素发生润胀。