含硫氰酸根离子液体的制备方法及其在聚丙烯腈纺丝加工中的应用的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种含硫氰酸根离子液体的制备方法及其在聚丙烯腈纺丝加工中的应用。本发明中含硫氰酸根离子液体的结构通式为［阳离子］［SCN］，其中［阳离子］包含咪唑鎓类阳离子、吡咯鎓类阳离子、吡啶鎓类阳离子和哌啶鎓类阳离子；含硫氰酸根离子液体的制备如下：将卤化离子液体与硫氰酸钾按摩尔比加入反应瓶中，再加入丙酮，升温至20℃～100℃，保温反应12～48小时；保温反应结束后，降温至0～5℃搅拌析盐2～4小时，然后用滤饼过滤，滤液减压于0.07MPa～0.09MPa真空下脱溶至干。本发明的含硫氰酸根离子液体对聚丙烯腈有良好的溶解度，可用于聚丙烯腈纺丝、溶解成型加工及衍生化反应中作溶剂使用。
【专利说明】含硫氰酸根离子液体的制备方法及其在聚丙烯腈纺丝加工中的应用
【技术领域】
[0001]本发明涉及含硫氰酸根离子液体对聚丙烯腈有极佳的溶解性能，尤其涉及一种含硫氰酸根离子液体的制备方法及其在聚丙烯腈纺丝加工中的应用。
【背景技术】
[0002]聚丙烯腈是外观为白色或略带黄色的不透明粉末，一般以聚丙烯腈纤维形式用于人们日常生活和工业生产中，目前聚丙烯腈纤维生产和丙烯腈加工有多种不同方法，包括湿法和干法，湿法加工和纺丝工艺采用的溶液有二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、二甲基亚砜、碳酸乙烯酯、硫氰酸钠、硝酸和氯化锌等，不同的溶剂决定了纺丝液的制备条件、纺丝条件、溶剂回收方法和废水处理方法等一系列工艺特点，也影响到防火、防毒及设备选材等许多方面。但目前工业中使用溶剂或多或少存在毒性、腐蚀性、污染、溶解能力有限、溶剂回收和三废处理繁杂等缺点，因此寻找更绿色环保及有优良溶解性能溶剂尤为重要。
[0003]离子液体是指一类由阴、阳离子组成的有机类离子化合物，且其在室温或近室温范围为液体的化合物。离子液体有室温下蒸汽压低、不易燃、热稳定好等优点。一般来说咪唑类离子液体热稳定更好，其起始分解温度在300~400°C以上。离子液体有易回收、成本低等优点，同时也是无污染、无毒的溶剂，以离子液体为溶剂体系的聚丙烯腈加工方法由于其绿色环保、工艺简约，所得产品性能优越，正越来越受到广泛关注。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种含硫氰酸根离子液体的制备方法及其在聚丙烯腈纺丝加工中的应用。含硫氰酸根离子液体对聚丙烯腈有极佳溶解性，可用在聚丙烯腈溶解、纺丝成型加工及衍生化反应中。
[0005]本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下:
[0006]含硫氰酸根离子液体结构如下:
[0007]包含通式为[阳离子][SCN]的离子液体，即含硫氰酸根的离子液体；其中[阳离子]是季铵阳离子[NR1R2R3R] +，具体包括以下几种:
[0008][阳离子]为咪唑鎗类阳离子，结构如下式:
【权利要求】
1.含硫氰酸根离子液体，其特征在于含硫氰酸根离子液体结构如下: 包含通式为[阳离子][SCN]的离子液体，其中[阳离子]是季铵阳离子[NR1R2R3R]+,具体包括以下几种: [阳离子]为咪唑鎗类阳离子，结构如下式:
2.含硫氰酸根离子液体的制备方法，其特征在于包括如下: 将卤化离子液体与硫氰酸钾按摩尔比1:0.9~1:1.5加入反应瓶中，再加入丙酮，升温至20°C~100°C，保温反应12~48小时；保温反应结束后，降温至O~5°C搅拌析盐2~4小时，然后用滤饼过滤，滤液减压于0.07MPa~0.09MPa真空下脱溶至干，即为硫氰酸盐离子液。
3.如权利要求2所述的一种含硫氰酸根离子液体的制备方法，其特征在于所述的加入的丙酮的质量为硫氰酸钾质量的3~10倍。
4.含硫氰酸根离子液体在聚丙烯腈纺丝加工中的应用，其特征在于包括含硫氰酸根离子液体对聚丙烯腈的溶解方法，具体包括如下: 称取IOOg的硫氰酸盐离子液体加入250ml圆底烧瓶中，用油浴加热至100°C，开启磁力搅拌，分批加入0.5g~25g的聚丙烯腈，搅拌8~12小时后至溶液澄清，此时聚丙烯腈完全溶解，得到相应的聚丙烯腈溶液。
5.含硫氰酸根离子液体在聚丙烯腈纺丝加工中的应用，其特征在于包括含硫氰酸根离子液体在聚丙烯腈纺丝原液的制备中的应用，具体包括如下: 步骤1.常温下将19%~21%的丙烯腈单体、1%~2%的衣康酸单体、77%~80%的硫氰酸盐离子液体加入反应瓶中，氮气保护下搅拌使之充分混合溶解；再加入0.1%~0.15的偶氮二异丁腈，升温至50°C~80°C，保温反应6~8小时；反应结束后降温至常温，将反应液倒入4~8倍的水中进行聚合物凝固；过滤后用2~4倍的70°C水洗涤4次；然后70°C下真空干燥24~36小时； 步骤2.将上述得到的聚丙烯腈选取IOg~IOOg加入400g硫氰酸盐离子液体中，升温至100°C，开启搅拌，搅拌8~12小时后溶液澄清，得到聚丙烯腈纺丝原液。
【文档编号】D01D1/02GK103467382SQ201310421352
【公开日】2013年12月25日 申请日期:2013年9月16日 优先权日:2013年9月16日
【发明者】梁建明, 王甦 申请人:浙江丽晶化学有限公司