Page 66 - 《精细化工》2022年第9期

·1784· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 39 卷

样品的初始体积，L；S 为 Oxi-CFP@PAIL 与样品的 学位移，δ 49.5 为烷基链中与咪唑环上的 N 相连 C
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接触面积，cm 。 的化学位移，δ 29.9 和 24.7 为烷基链中 C 的化学位
1.3 表征方法与性能测试 移。在图 2b 中，δ 8.76 为咪唑环上 N==C—H 的化
NMR 测试：将 PAIL 溶于 D 2 O 后测 NMR 谱图。 学位移，δ 7.46 和 7.43 分别为与咪唑环上碳碳双键
衰减全反射光谱（ATR-IR）测试：采用傅里叶变换 相连 H 的化学位移，δ 4.12 为与咪唑环相连—CH 2
红外光谱仪测 Oxi-CFP、PAIL 和萃取纸的 ATR-IR —上 H 的化学位移，δ 1.28 为烷烃链上 H 的化学位
–1
谱图，波数范围为 4000~400 cm 。GPC 测试：将 移，δ 1.92 为醋酸中—CH 3 上 H 的化学位移 [24] 。通
PAIL 溶于水后测定其水相中相对分子质量。TGA 过 NMR 对产物的分析可知，1,6-己二胺、乙二醛、
测试：升温速率为 10 ℃/min，N 2 气氛，温度范围 甲醛和乙酸在该实验条件下生成 PAIL。
为 30~600 ℃。SEM 测试：用导电胶将样品粘在样 2.2 萃取纸的结构和 PAIL 的数均相对分子质量
品台上，喷金处理后观察样品表面形貌。AFM 测试： 图 3 为 PAIL、Oxi-CFP 和 60 ℃下制得的 PAIL
用双面胶将样品粘在载玻片上进行测试。耐折度测 制备的萃取纸（其中，PAIL 质量分数为 5%）（除
试：将 10.0 cm×1.0 cm 的萃取纸夹在纸张耐折度测 特殊说明以外，下面测试均采用此样品）的 ATR-IR
–1
定仪的折叠夹头上进行测试。 谱图。由图 3 可知，在 1560 和 1166 cm 处吸收峰
为咪唑环的面内对称/反对称伸缩振动和面内反对
2 结果与讨论
称伸缩振动 [25] ，可以确定 1,6-己二胺、乙二醛和甲
醛在酸性条件下形成咪唑环，与 NMR 测试结果一
2.1 PAIL 的结构分析 –1
1
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图 2 为 PAIL 的 CNMR 和 HNMR 谱图。 致。同时，Oxi-CFP 在 3336 和 1635 cm 分别为—OH
的伸缩振动和弯曲振动吸收峰，2891 和 1424 cm –1
则是—CH 2 的不对称拉伸振动和不对称变形振动吸
–1
收峰，1055 cm 处为 C—O 键的伸缩振动吸收峰 [26] 。
–1
在萃取纸的 ATR-IR 谱图中，1560 cm 处出现咪唑
环的特征峰，说明 PAIL 成功附着在 Oxi-CFP 上。
同时，有研究认为，纤维素表面的—OH 经 H 2 O 2 氧
化后生成羰基，经加热后与本项目所合成离子液体
–1
的端基—NH 2 反应 [27] ，而 1060 cm 处吸收峰透过率
的增加主要是由于 C—N 键的生成，也进一步证明
了 PAIL 与 Oxi-CFP 产生化学反应以共价键的形式
结合。

a—PAIL 与咪唑的 CNMR 谱图；b—PAIL 的 HNMR 谱图
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图 2 PAIL 的 13 CNMR 及 HNMR 谱图 图 3 PAIL、Oxi-CFP、萃取纸的 ATR-IR 谱图
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Fig. 2 13 CNMR and HNMR spectra of PAIL Fig. 3 ATR-IR spectra of PAIL, Oxi-CFP and extracted paper

由图 2a 可知，δ 140.4、134.3 和 133.7 均为咪 不同温度下制备的 PAIL 数均相对分子质量
唑环上 C 的化学位移，PAIL 在对应位置上出现 C （M n ）见表 3。当温度从 0 ℃升至 60 ℃时，PAIL
的化学位移。因此，可以认为乙二醛、甲醛与己二 的 M n 从 482 降至 462，温度的升高使分子间活化能
胺反应生成咪唑环，δ 135.0 和 122.4 处均为咪唑环 增加，反应速率加快，高温聚合时链终止速度比低
上 C 的化学位移 [22] 。其中，δ 178.8 为醋酸中 C==O 温时聚合终止快，从而导致 60 ℃制备的 PAIL 的
上 C 的化学位移，δ 21.9 为醋酸中—CH 3 上 C 的化 M n 略低于 0 ℃制备的 PAIL [28] 。