[发明专利]一种自修复聚氨酯离子导电体制备及应用

说明书

本发明涉及一种自修复聚氨酯离子导电体制备及应用，包括：以含有PY的聚氨酯PUs作为配体，锌盐作为中心离子，在锂盐存在的条件下，配位络合，干燥，即得自修复聚氨酯离子导电体；其中，PY为吡啶二醇单体。合成了不同锂盐含量的聚氨酯离子导电体。其机械性能可以通过调节锂盐含量来获得。锂盐含量为20％和30％的聚氨酯离子导电体体系具有超拉伸性能，应变值都大于2000％。聚氨酯离子导电体还具有自修复性能，通过不同温度下的拉曼测试，可以发现络合与解络合的进程。聚氨酯离子导电体具有对蒸汽湿度敏感的特性，同一湿度下随着锂盐含量的增加敏感程度增加，同一锂盐含量的情况下随着蒸汽湿度的增加敏感度也增大。

技术领域

本发明属于弹性导电聚合物制备领域，具体涉及自修复聚氨酯离子导电体的制备与性能研究。

背景技术

公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

近年来，高分子固态聚合物电解质的发展越来与受到人们日益广泛的关注。与液态电解质相比，固态的稳定性能更高，还减少了液态电解质泄露污染环境的风险以及易燃易爆的高风险。固态聚合物电解质起源于上个世纪七十年代，Wight和其同事发现含有聚醚碱金属盐的复合物具有较高离子导电性，其导电率与温度的变化十分相关。目前社会上对所需固态电解质材料研究开发的主要内容为：对聚合物电解质中的导电离子形态、导电机理以及离子导电的传输路径研究的较多；新型导电体系的合成设计。现在，对聚醚碱金属盐聚合物中的离子传输机理已经有了详细的了解，导电离子主要在非晶域内进行迁移，碱金属盐离子在极性醚的氧原子下解离，通过高分子链间运动来推动导电离子的迁移运动，导电金属离子在络合与解络合的循环过程中完成迁移，整个聚合物材料的离子迁移动力是来自分子链的热运动。聚合物固态电解质因为其安全性，便于运输，易机械加工、适应高温恶劣环境等独特的优势条件，造就了其在市场应用中有巨大潜力，所以开发具有高导电率的离子聚合物是现在存在的一个挑战项目。

离子聚合物在导电的过程中，不会发生化学变化，所以恒温下导电率稳定。目前，离子导电聚合物中传统的盐聚合物为最广泛的固态性电解质。在聚合物高分子中作为离子传输介质，能够有效的降低锂盐聚合物的结晶程度和玻璃化转变温度，进而大大的提高了Li⁺盐的迁移传输能力和聚合物链的运动能力。除此之外，均聚物也克服了电解质共混过程出现的相分离，使聚合物固态电解质在整体上表现出分子尺度的一致。聚合物共聚实验过程中常用到的聚合方法主要分为无规共聚、嵌段共聚和接枝共聚等。通过合理的设计，能够实现导电离子的高度离域和Li⁺在传输过程中的微相分离，进而有效的提高了电解质的物理机械性能以及导电率。

聚氨酯弹性体依靠其出色的力学性能和易成膜性，依托该优异性能使它在固态聚合物电解质研究越来越受到人们的重视。此外，拥有自修复性能的聚氨酯电解质不但具有稳定的力学化学性能，其自修复性还能够提高材料的重复使用，这不但大大节约了材料的使用成本，而且还能够减少了废弃物的产生，是友好环保绿色材料的代表。但是，使固态聚氨酯具有高的固态性和高的导电率共存仍然是现在探究的难题。

发明内容

为了克服上述问题，本发明提供了一种自修复聚氨酯离子导电体，及其制备方法、应用。合成了不同锂盐含量的聚氨酯离子导电体。其机械性能可以通过调节锂盐含量来获得。锂盐含量为20％和30％的聚氨酯离子导电体体系具有超拉伸性能，应变值都大于2000％。

为实现上述技术目的，本发明采用的技术方案如下：

一种自修复聚氨酯离子导电体的制备方法，包括：

以含有PY的聚氨酯PUs作为配体，锌盐作为中心离子，在锂盐存在的条件下，配位络合，干燥，即得自修复聚氨酯离子导电体；

其中，PY为吡啶二醇单体。