[发明专利]一种可离子导电的胆甾相液晶弹性体及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种可离子导电的胆甾相液晶弹性体的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：

步骤1)离子液体的制备

将有机阳离子化合物和阴离子化合物经溶解，搅拌，静置分层后，取透明油状液体，清洗去除残留物，加热干燥，得到可聚合离子液体；替换有机阳离子化合物，经过与上述相同的制备过程，得到溶剂离子液体；

步骤2)离子凝胶的制备

将步骤1)中制备的可聚合离子液体和溶剂离子液体按预定比例混合，加入交联剂、硅烷偶联剂和光引发剂混合均匀，倒入模具中，在氮气保护下紫外光聚合，得到透明的离子凝胶；

步骤3)离子凝胶的表面修饰

将预定浓度的硅烷偶联剂溶液滴涂于步骤2)制备的离子凝胶表面，室温放置，清洗离子凝胶表面，完全干燥后在低湿度环境条件下存放；

步骤4)iCLCE的制备

以步骤3)得到的离子凝胶为基底，采用各向异性挥发法原位制备iCLCE：将可聚合液晶单体和手性剂溶解在溶剂中，加热使可聚合液晶单体完全溶解，冷却至室温后，加入扩链剂、交联剂、光引发剂和催化剂混合均匀，真空干燥脱泡，得到前驱物，将所述前驱物倒在步骤3)制备的硅烷偶联剂表面修饰后的离子凝胶上，室温放置，待第一阶段迈克尔加成完成后，进行第二阶段自由基光聚合反应，得到下层为离子凝胶，上层为CLCE的iCLCE。

2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤1)中制备可聚合离子液体的有机阳离子原料为ATAC Cl或MATAC Cl，阴离子原料为Li TFSI、Li BF4、或Li PF6；

步骤1)中制备溶剂离子液体的有机阳离子为N₄₁₁₁ Cl或N₄₁₁₁ Br，制备溶剂离子液体的阴离子原料为Li TFSI、Li BF₄或Li PF₆。

3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤2)中制备离子凝胶的原料中可聚合离子液体、溶剂离子液体、交联剂、硅烷偶联剂、光引发剂按照重量比分别为：

步骤2)中使用超声混合20～40min，所用的模具为聚四氟乙烯模具，模具长度为35～50mm，宽度为25～40mm，深度为2～5mm，紫外光聚合的光源为波长365nm的UV光源，光强为5～200mW/cm²，聚合时间为60s～1800s。。

4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤3)中硅烷偶联剂溶液的制备过程为：将去离子水和无水乙醇以一定比例混合，加入硅烷偶联剂，其中，去离子水与无水乙醇的比例为1:1～1:0.5，硅烷偶联剂溶液的浓度范围为1.0～5.0wt％；硅烷偶联剂溶液滴涂含量为100～500μL，离子凝胶表面清洗5-10次；

步骤3)中所使用的硅烷偶联剂为TMSPMA、A-171或A-172。

5.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤4)中制备iCLCE的原料中可聚合液晶单体和手性剂的丙烯酰氧基的总摩尔量与扩链剂和交联剂的巯基总摩尔量之比为1:1～11:10；交联剂与扩链剂的摩尔比为1:19～1:4；

溶解可聚合液晶单体和手性剂的溶剂沸点不超过130℃，溶剂选自甲苯、二氯甲烷、二氯乙烷中的一种或几种。

扩链剂为二巯基单体，选自EDDET、1,3-丙二硫醇和1,6-己二硫醇中的一种或多种；

交联剂包括三巯基单体和四巯基单体，选自TTMP、PETMP的一种或几种；

用于催化第一阶段迈克尔加成反应的催化剂选自二丙胺、三乙胺、正己胺中一种或几种；

用于引发第二阶段自由基光聚合反应的光引发剂选自Irg 651、Irg 819、Irg 1173中的一种或几种；

第一阶段聚合反应的反应温度为15℃～35℃，反应时间为18～36h，第二阶段光聚合反应所用的光源为波长365nm的UV光源，光强为5～200mW/cm²，聚合时间为60s～1800s。