[发明专利]一种离子导电凝胶及其制备方法

说明书

本发明公开了一种离子导电凝胶及其制备方法，所述离子导电凝胶的组成成分至少包括：聚乙烯醇、卡拉胶和聚离子液体；聚离子液体选自烯基功能化离子液体中的至少一种；烯基功能化离子液体至少包括乙烯基阳离子单体和乙烯基阴离子单体。本发明通过引入聚离子液体来制备导电凝胶材料，聚离子液体较高的电导率、良好的热稳定性，较低的蒸汽压，不但可以为凝胶提供优良的导电性，同时提高了凝胶体系的稳定性。

技术领域

本发明属于水凝胶制备技术领域，具体涉及一种离子导电凝胶及其制备方法。

背景技术

水凝胶是一种由三维网状结构所构成的聚合物体系，在水中溶胀而不溶解，而超分子水凝胶是基于一种或多种非共价键而形成的物理交联水凝胶，主要的非共价键作用有氢键作用、π-π堆积作用、静电相互作用、疏水-疏水相互作用等，超分子水凝胶凭借其优良的性能，在组织工程、生物医疗、化工、电子机械、传感等领域得到了较为广泛的应用。

导电凝胶是功能化水凝胶的一种，其是在制备超分子的水凝胶的过程中，向水凝胶体系中引入一定的导电性物质，即可得到具有导电性能的超分子水凝胶。

现有的导电凝胶的制备方法通常是通过引入大量的盐溶液来为凝胶体系提供导电性，但这一方法中大量盐溶液的引入会导致水溶液中离子的流失，进而难以维持凝胶体系的导电性。

发明内容

本发明提供了一种离子导电凝胶及其制备方法，解决了现有的导电凝胶通过加入盐溶液提供导电性，导致导电凝胶体系导电性难以维持的问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

本发明一方面，提出了一种离子导电凝胶，所述离子导电凝胶的组成成分至少包括：聚乙烯醇、卡拉胶和聚离子液体；

聚离子液体选自烯基功能化离子液体中的至少一种；

烯基功能化离子液体至少包括乙烯基阳离子单体和乙烯基阴离子单体。

可选地，聚乙烯醇和卡拉胶的质量比为1:0.1～0.3；乙烯基阳离子单体和乙烯基阴离子单体的摩尔比为1:1～10。

具体地，聚乙烯醇和卡拉胶的质量比可独立选自1:0.1、1:0.15、1:0.2、1:0.25、1:0.3；乙烯基阳离子单体和乙烯基阴离子单体的摩尔比可独立选自1:1、1:3、1:5、1:7、1:10。

可选地，离子导电凝胶的水含量为75wt％～90wt％。

具体地，离子导电凝胶的水含量的上限可独立选自83wt％、86wt％、88wt％、90wt％；离子导电凝胶的水含量的下限可独立选自75wt％、78wt％、80wt％、82wt％。

可选地，聚乙烯醇的聚合度为1600～1800；卡拉胶的分子量为700～1000；乙烯基阳离子单体为1-乙烯基-3-丁基咪唑溴盐；乙烯基阴离子单体为对苯乙烯磺酸钠水合物。

本发明另一方面，提出了一种离子导电凝胶的制备方法，至少包括：

将乙烯基阳离子单体和乙烯基阴离子单体加入到含有聚乙烯醇和卡拉胶的均相溶液中，混合得到混合液体；

对混合液体进行交联反应，得到预凝胶；

对预凝胶进行凝胶化处理，得到离子导电凝胶。

可选地，离子导电凝胶的制备方法至少包括：

将乙烯基阳离子单体和乙烯基阴离子单体加入到含有聚乙烯醇和卡拉胶的均相溶液中，混合得到混合液体；

在保护气氛下，在混合液体中加入交联剂和引发剂进行交联反应，得到预凝胶；

对预凝胶进行循环冷冻-解冻处理，得到离子导电凝胶。