[发明专利]一种调控离子液体凝胶热响应温度的方法和热响应离子液体凝胶及其应用

说明书

本发明提供了一种调控离子液体凝胶热响应温度的方法，属于响应材料技术领域。本发明以丙烯酸酯类单体和离子液体的混合液与交联剂和光引发剂混合，在紫外光存在下引发自由基聚合反应，得到热响应离子液体凝胶；通过调控丙烯酸酯类单体与离子液体的质量比以及丙烯酸酯类单体侧链的长度，实现离子液体凝胶的热响应温度的调控，使制备的热响应离子液体凝胶具有热响应温度可调的性质，能够拓宽离子液体在智能响应材料的应用范围。实施例结果显示，本发明制备的热响应离子液体凝胶通过对丙烯酸丁酯类单体与离子液体的比例以及不同阳离子侧链长度的调控，能够实现离子液体凝胶的热响应温度在‑32℃～172℃的大范围调控。

技术领域

本发明涉及响应材料技术领域，尤其涉及一种调控离子液体凝胶热响应温度的方法和热响应离子液体凝胶及其应用。

背景技术

智能响应材料是指能够对外界刺激如光、热、电、磁、溶剂等做出响应的一种材料。随着近年来材料科学的快速发展，越来越多的智能响应材料被开发并在各个领域发挥着不可或缺的作用。高分子凝胶是一种由交联高分子和溶剂构成的具有稳定三维网络结构的准固态软物质材料，得益于其软、湿的特性，经常被应用于生物医学、柔性电子器件以及防污涂层等领域。其中具有智能响应性的凝胶材料更是在药物控释、柔性传感器以及智能窗户等方面获得了广泛的应用。然而，传统的以水为分散介质的水系凝胶材料，受水(溶剂)的挥发以及结冰等问题的影响无法在实际生产生活中广泛应用。

离子液体是一种在室温或室温附近温度下呈液态的由离子构成的物质，也被称为室温熔融盐，其具有许多常规溶剂无法比拟的优良性质。例如，较高的热稳定性以及化学稳定性；较低的蒸汽压，几乎不挥发；较高的离子电导率；不易燃以及阴阳离子可调等性质。因此，以离子液体为溶剂来制备的离子液体凝胶，能克服由于传统溶剂挥发或结晶所带来的问题。

近年来，随着智能响应材料的快速发展，柔性可拉伸的导电离子液体凝胶材料受到了越来越多的关注，大量具有特异性质的离子液体凝胶材料已被报道。例如，中国专利CN201410024886.3公开了一种高伸长率及弹性模量可调的离子液体凝胶制备方法，提高了离子液体凝胶的力学性能。但是对于应用于柔性可穿戴设备的柔性离子液体凝胶材料而言，柔性离子液体凝胶材料仅具有可调的力学性能是远远不够的，还需要进一步发展离子液体基的智能响应凝胶材料的综合性质，比如在保证力学性质稳定和粘附力的情况下，实现调控离子液体凝胶的热响应温度，以拓宽离子液体在智能响应材料的应用范围。

发明内容

本发明的目的在于提供一种调控离子液体凝胶热响应温度的方法和热响应离子液体凝胶及其应用，本发明提供的方法能够调控离子液体凝胶的热响应温度，能够拓宽离子液体凝胶在智能响应材料的应用范围。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种调控离子液体凝胶热响应温度的方法，包括以下步骤：

(1)将丙烯酸酯类单体和离子液体混合，得到混合溶液A；

(2)将所述步骤(1)得到的混合溶液A、交联剂和光引发剂混合，得到混合溶液B；

(3)将所述步骤(2)得到的混合溶液B进行紫外光引发自由基聚合反应，得到热响应离子液体凝胶；

通过调控丙烯酸酯类单体与离子液体的质量比以及离子液体侧链的长度，实现离子液体凝胶的热响应温度的调控。

优选地，所述步骤(1)中的丙烯酸酯类单体具有如式(I)所示化学结构：

所述式(I)中，8≥m≥1。

优选地，所述步骤(1)中的离子液体由阳离子和疏水的阴离子所构成，所述阳离子包括咪唑类阳离子、吡咯烷类阳离子或哌啶类阳离子；

所述咪唑类阳离子具有