功能化离子液体对蚕丝的溶解性能-暨南大学
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( 暨南大学化学系 , 广东 广州 510632) [摘 要] 功能化离子液体氯化 1 ( 2 氯乙基 ) 3 甲基咪唑 ( [ C e MI M ] C l) 是蚕丝的优良溶 剂 . 在 100 时 , 对脱胶
蚕丝的溶解能力高达 15 % . 向离子液体蚕丝 溶液加 入甲醇 , 可以 得到再 生丝素 蛋白 , 除去 甲醇 后即可 回收 离子液 体 . 利用 I R、 XRD、 TGA 和 SEM 对蚕丝和再生丝素蛋白进行了表征 . IR、 XRD 图谱结果表明该离子液体 是蚕丝的非 衍生化溶剂 ; TGA 结果表明再生丝素蛋白热稳定性有所降低 , 热失重残留物有所增加 ; SEM 结果表明蚕 丝在溶解前 后表面形貌发生较大变 化 . 在研究该离子液体对蚕丝的溶解和再生性能的同 时 , 对溶解机理进行了初步探讨 . [ 关键词 ] 蚕丝 ; 离子液体 ; 溶解 ; 再生 A [ 文章编号 ] 1000- 9965( 2010) 05- 0501- 04 [ 中图分类号 ] O 636. 9 [ 文献标志 码 ]
国家自然科学基金项目 ( 20672046) ; 广东省自然科学基金项目 ( 8151063201000016) 马浩 ( 1985 - ) , 男 , 硕士研究生 , 从事功能高分子材料研究 李毅群, 教授 , T e:l 020 - 85228537, E m ai: l tlyq @ jnu. edu. cn
[ 收稿日期 ] [ 基金项目 ] [ 作者简介 ] 2010- 04 - 16
有机物有良好的溶解性等优良性能 . 离子液体的 高溶解能力为蚕丝溶解和再生提供了一个很好的途 [ 4] 径. 最近, Phillip s等 在研究离子 液体溶解蚕丝的 时候发现离子液体中的阴、 阳离子的结构对蚕丝的 溶解能力有较大的影响 , 且发现当阳离子支链较短, 阴离子为氯的离子液体对蚕丝的溶解能力较强, 如 氯化 1 乙基 3 甲基咪唑 ( [ EM I M ] C l)在 100 条件
[ Ab strac t] The funct io na lized io nic liqu id 1 ( 2 ch lo roethy l) 3 m ethyli m idazoliu m ch lo r id e w as found to be an excellent so lv en t for silk fib ro in w ith the so lub ility of 15 % at 100 . The regenerated silk fibro in could be obtained from the silk solution by add ing m ethano l in to the solution . Silk and silk fib ro in w ere character ized by XRD, FT I R, TGA and SEM. T he results o f I R and XRD show th at functionalized io nic liqu id w as the non deriv ative so lvent for silk . The TGA analysis show s that th e regenerated silk fib ro in ex h ib ited lower ther m al stab ility and much m ore residues o f therm al decom posit io n than the initial silk fibro in. M oreover , th e SEM i m ages show that th e surface of regenerated silk f ib roin changed large ly com pared w ith the in it ial silk fib ro in . The possible m echanism for dissolution of silk in functionalized io nic liqu id w as also discussed . [ Key w ord s] silk ; functionalized ion ic liqu id; disso lution ; regeneration
第 31 卷 第 5 期 2010 年 10 月
暨南大学学报 ( 自然科学版 )
Journal of Jin an Un iversity ( Na tura l Sc ie nce)
V o .l 31 N o. 5 O c.t 2010
功能化离子液体对蚕丝的溶解性能
马 浩, 李宏胜, 周 波, 郑长青, Βιβλιοθήκη Baidu 滨, 李毅群
502
暨南大学学报 ( 自然科学版 )
[ 5]
第 31 卷
下对蚕丝的溶解能力高达 23 . 3 % ; Junghans等 也 发现离子液体氯化 1 丁基 3 甲基咪唑 ( [ BM I M ] C l) 和氯化 1 己基 3 甲基咪唑 ( [ HM I M ] C l) 对蚕丝和 [ 6] 蜘蛛丝有较好的溶解性能; 朱海霖等 则发现离子 液体 1 烯丙基 3 甲基氯代咪唑 ( [ AM I M ] C l) 和 1 ( 2 羟乙基 ) 3 甲基氯代咪唑 ( [ H e MI M ] C l) 这两种离 子液体对丝素蛋白具有较好的溶解能力 . 在 100 条件下 [ AM I M ] C l对蚕丝的溶解能力达 14 5 %;在 80 条件下 [ H e MI M ] C l对蚕丝的溶解能力达 8 % 左右. [ 7] 根据文献结果和我 们课题组 在利用功能化 离子液体作纤维素非衍生化溶剂方面的工作积累 . 我们设计了一种含卤素官能团的室温功能化离子液 体氯化 1 ( 2 氯乙基 ) 3 甲基咪唑盐 ( [ C e MI M ] C l) , 并研究和探讨了该功能化离子液体对蚕丝溶解和再 生性能及其溶解蚕丝的机理.
[ 3]
蚕丝无毒、 无污染、 无刺激性、 可生物降解以及具 有良好的生物相容性, 对其溶解与再生等研究越来越 [ 1] 受到重视 . 蚕丝中丝素是一种蛋白质 , 由于多肽链 间存在大量氢键, 使其难以溶解 , 而传统的溶解和再 [ 2] 生方法操作复杂 , 蚕丝分子降解严重, 溶解效率低 . 因此有必要寻找有效溶解蚕丝的新型溶剂. 离子液体具有强极性、 难挥发、 稳定、 对无机和
Solubility of the silk in functionalized ionic liquid
MA H ao , L IH ong sheng, ZHOU Bo , ZHENG Chang q ing, L I B in , L I Y i qun
( D epart m ent of Che m istry , Jinan U n iversity , Guangzhou 510632 , Ch ina)
蚕丝的溶解能力高达 15 % . 向离子液体蚕丝 溶液加 入甲醇 , 可以 得到再 生丝素 蛋白 , 除去 甲醇 后即可 回收 离子液 体 . 利用 I R、 XRD、 TGA 和 SEM 对蚕丝和再生丝素蛋白进行了表征 . IR、 XRD 图谱结果表明该离子液体 是蚕丝的非 衍生化溶剂 ; TGA 结果表明再生丝素蛋白热稳定性有所降低 , 热失重残留物有所增加 ; SEM 结果表明蚕 丝在溶解前 后表面形貌发生较大变 化 . 在研究该离子液体对蚕丝的溶解和再生性能的同 时 , 对溶解机理进行了初步探讨 . [ 关键词 ] 蚕丝 ; 离子液体 ; 溶解 ; 再生 A [ 文章编号 ] 1000- 9965( 2010) 05- 0501- 04 [ 中图分类号 ] O 636. 9 [ 文献标志 码 ]
国家自然科学基金项目 ( 20672046) ; 广东省自然科学基金项目 ( 8151063201000016) 马浩 ( 1985 - ) , 男 , 硕士研究生 , 从事功能高分子材料研究 李毅群, 教授 , T e:l 020 - 85228537, E m ai: l tlyq @ jnu. edu. cn
[ 收稿日期 ] [ 基金项目 ] [ 作者简介 ] 2010- 04 - 16
有机物有良好的溶解性等优良性能 . 离子液体的 高溶解能力为蚕丝溶解和再生提供了一个很好的途 [ 4] 径. 最近, Phillip s等 在研究离子 液体溶解蚕丝的 时候发现离子液体中的阴、 阳离子的结构对蚕丝的 溶解能力有较大的影响 , 且发现当阳离子支链较短, 阴离子为氯的离子液体对蚕丝的溶解能力较强, 如 氯化 1 乙基 3 甲基咪唑 ( [ EM I M ] C l)在 100 条件
[ Ab strac t] The funct io na lized io nic liqu id 1 ( 2 ch lo roethy l) 3 m ethyli m idazoliu m ch lo r id e w as found to be an excellent so lv en t for silk fib ro in w ith the so lub ility of 15 % at 100 . The regenerated silk fibro in could be obtained from the silk solution by add ing m ethano l in to the solution . Silk and silk fib ro in w ere character ized by XRD, FT I R, TGA and SEM. T he results o f I R and XRD show th at functionalized io nic liqu id w as the non deriv ative so lvent for silk . The TGA analysis show s that th e regenerated silk fib ro in ex h ib ited lower ther m al stab ility and much m ore residues o f therm al decom posit io n than the initial silk fibro in. M oreover , th e SEM i m ages show that th e surface of regenerated silk f ib roin changed large ly com pared w ith the in it ial silk fib ro in . The possible m echanism for dissolution of silk in functionalized io nic liqu id w as also discussed . [ Key w ord s] silk ; functionalized ion ic liqu id; disso lution ; regeneration
第 31 卷 第 5 期 2010 年 10 月
暨南大学学报 ( 自然科学版 )
Journal of Jin an Un iversity ( Na tura l Sc ie nce)
V o .l 31 N o. 5 O c.t 2010
功能化离子液体对蚕丝的溶解性能
马 浩, 李宏胜, 周 波, 郑长青, Βιβλιοθήκη Baidu 滨, 李毅群
502
暨南大学学报 ( 自然科学版 )
[ 5]
第 31 卷
下对蚕丝的溶解能力高达 23 . 3 % ; Junghans等 也 发现离子液体氯化 1 丁基 3 甲基咪唑 ( [ BM I M ] C l) 和氯化 1 己基 3 甲基咪唑 ( [ HM I M ] C l) 对蚕丝和 [ 6] 蜘蛛丝有较好的溶解性能; 朱海霖等 则发现离子 液体 1 烯丙基 3 甲基氯代咪唑 ( [ AM I M ] C l) 和 1 ( 2 羟乙基 ) 3 甲基氯代咪唑 ( [ H e MI M ] C l) 这两种离 子液体对丝素蛋白具有较好的溶解能力 . 在 100 条件下 [ AM I M ] C l对蚕丝的溶解能力达 14 5 %;在 80 条件下 [ H e MI M ] C l对蚕丝的溶解能力达 8 % 左右. [ 7] 根据文献结果和我 们课题组 在利用功能化 离子液体作纤维素非衍生化溶剂方面的工作积累 . 我们设计了一种含卤素官能团的室温功能化离子液 体氯化 1 ( 2 氯乙基 ) 3 甲基咪唑盐 ( [ C e MI M ] C l) , 并研究和探讨了该功能化离子液体对蚕丝溶解和再 生性能及其溶解蚕丝的机理.
[ 3]
蚕丝无毒、 无污染、 无刺激性、 可生物降解以及具 有良好的生物相容性, 对其溶解与再生等研究越来越 [ 1] 受到重视 . 蚕丝中丝素是一种蛋白质 , 由于多肽链 间存在大量氢键, 使其难以溶解 , 而传统的溶解和再 [ 2] 生方法操作复杂 , 蚕丝分子降解严重, 溶解效率低 . 因此有必要寻找有效溶解蚕丝的新型溶剂. 离子液体具有强极性、 难挥发、 稳定、 对无机和
Solubility of the silk in functionalized ionic liquid
MA H ao , L IH ong sheng, ZHOU Bo , ZHENG Chang q ing, L I B in , L I Y i qun
( D epart m ent of Che m istry , Jinan U n iversity , Guangzhou 510632 , Ch ina)