[发明专利]咪唑盐类聚离子液体改性聚偏氟乙烯荷电膜及制备方法

权利要求书

1.一种咪唑盐类聚离子液体改性聚偏氟乙烯荷电膜制备方法，其特征在于，采用P(PEGMA-co-BVImBr)作为添加剂对PVDF进行共混改性后成膜，制得含咪唑盐类聚离子液体P(PEGMA-co-BVImBr)改性PVDF荷电膜；其中，P(PEGMA-co-BVImBr)通过以下合成路线制得，反应方程式如下所示：

BVImBr与PEGMA的摩尔比为1:3～3:1；聚乙二醇甲醚甲基丙烯酸酯(PEGMA)的分子量为200～600；

制得的所述咪唑盐类无规共聚物聚离子液体P(PEGMA-co-BVImBr)改性PVDF荷电膜制备方法：

1)先将聚合物PVDF等置于真空干燥箱中60℃干燥12～48小时，溶剂DMF使用型分子筛进行干燥；

2)将干燥后的PVDF与P(PEGMA-co-BVImBr)按一定质量比溶解于DMF中，在35～80℃温度下，转速为200～600转/分钟时，机械搅拌12～48小时后形成铸膜液；

3)将铸膜液冷却至室温，静置24小时脱泡，将脱泡后的铸膜液均匀倒在刮膜机的洁净、干燥的玻璃板上，用刮刀刮制出平板膜，所述平板膜厚度为150～450μm，于空气中静置5～40秒后，放入25～60℃纯水中成膜，然后把成型的膜换置于室温纯水中浸泡24～72小时后，取出自然晾干，保存待用；

其中，PVDF与P(PEGMA-co-BVImBr)质量比为2.5:1～3.8:1。

2.根据权利要求1所述的咪唑盐类聚离子液体改性聚偏氟乙烯荷电膜制备方法，其特征在于，通过以下步骤制得:

1)将咪唑盐1-乙烯基咪唑(C₅H₆N₂)与溴代正丁烷(C₄H₉Br)进行加成反应合成离子液体3-丁基-1-乙烯基-1H-溴代咪唑(BVImBr)；

2)将合成的离子液体3-丁基-1-乙烯基-1H-溴代咪唑(BVImBr)与聚乙二醇甲醚甲基丙烯酸酯(PEGMA)进行可逆加成-断裂链转移聚合(Reversible Addition-FragmentationChain Transfer Polymerization，RAFT)反应合成咪唑盐类无规共聚物聚离子液体P(PEGMA-co-BVImBr)；

3)将P(PEGMA-co-BVImBr)及PVDF共混制得咪唑盐类聚离子液体改性聚偏氟乙烯荷电膜。

3.根据权利要求2所述的咪唑盐类聚离子液体改性聚偏氟乙烯荷电膜制备方法，其特征在于，BVImBr通过以下步骤制得：

1)将一定量的1-乙烯基咪唑(C₅H₆N₂)与溴代正丁烷(C₄H₉Br)分别置于圆底烧瓶中，加入2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚作为催化剂，之后，将反应体系在40℃下磁力搅拌6～40小时，反应结束后，将反应液冷却至室温；

2)用二氯甲烷(CH₂Cl₂)溶液对冷却后的反应液进行淬灭，然后加入适量冰乙醚搅拌震荡，待溶液分层后，弃去上清液，重复此步骤三次，而后经旋转蒸发得到产品为淡黄色液体3-丁基-1-乙烯基-1H-溴代咪唑(BVImBr)，低温密封保存。

4.根据权利要求1～3任一项所述的咪唑盐类聚离子液体改性聚偏氟乙烯荷电膜制备方法，其特征在于，P(PEGMA-co-BVImBr)通过以下步骤制得：

1)将一定量的BVImBr与PEGMA加入到圆底烧瓶中，加入N，N-二甲基甲酰胺(DMF)作为溶剂，在氮气氛围下，室温磁力搅拌30分钟后，向圆底烧瓶中加一定量的偶氮二异丁腈(AIBN)作为RAFT反应引发剂，将反应体系置于氮气氛围中，保持温度40～80℃，搅拌12～48小时；反应结束后，将反应瓶浸入冰水中终止反应；

2)将终止反应的反应液缓慢加入一定量的石油醚中进行沉降，滤掉上清液后将剩余沉降液溶解于一定量的二氯甲烷(CH₂Cl₂)中，缓慢倒入石油醚中再次沉降，过滤后经旋转蒸发得到产品为淡黄色粘稠状液体，即咪唑盐类无规共聚物聚离子液体P(PEGMA-co-BVImBr)，低温密封保存。

5.一种咪唑盐类聚离子液体改性聚偏氟乙烯荷电膜，其特征在于，通过权利要求1至4中任一项所述的制备方法制得。