[发明专利]高性能聚离子液体凝胶、多模式柔性传感器及其制备方法

权利要求书

1.一种高拉伸性和高韧性聚离子液体凝胶，其特征在于：它是由以下方法制得的：在搅拌下，将单卤代烷烃与乙烯基咪唑混合，-20℃～0℃低温反应，得到乙烯基咪唑类离子液体；在搅拌下，将乙烯基咪唑类离子液体加入超纯水中，再超声分散至形成白色均相溶液，得到离子液体水溶液；将丙烯酰胺、邻苯二酚类化合物、贵金属纳米材料、N,N-亚甲基双丙烯酰胺和硼砂、引发剂溶于离子液体水溶液中，超声分散得到凝胶前驱液；往凝胶前驱液中鼓入氮气除去氧气；超声40℃～70℃水浴，得到单网络聚离子液体凝胶；单网络聚离子液体凝胶自然失水到原重量的3/4～1/2，再浸泡在丙烯酸、交联剂和引发剂的水溶液中，直至吸收溶液恢复到原重量，取出，密封，60℃～80℃加热，得到聚离子液体水凝胶。

2.一种权利要求1所述的高拉伸性和高韧性聚离子液体凝胶的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤（1）、在搅拌下，缓慢的将单卤代烷烃与乙烯基咪唑混合，并在-20℃～0℃低温搅拌反应24～48小时，得到乙烯基咪唑类离子液体；

步骤（2）、将乙烯基咪唑类离子液体逐滴加入剧烈搅拌的超纯水中，超声分散直至形成白色均相溶液，得到离子液体水溶液；

步骤（3）、将丙烯酰胺、邻苯二酚类化合物、贵金属纳米材料、N,N-亚甲基双丙烯酰胺和硼砂、引发剂溶于离子液体水溶液中，超声分散直至组分完全溶解，得到凝胶前驱液；

步骤（4）、除去凝胶前驱液中氧气；超声40℃～70℃水浴0.5～1.5小时，得到具有第一重网络的单网络聚离子液体凝胶；

步骤（5）、单网络聚离子液体凝胶自然失水到原重量的3/4～1/2；再浸泡在丙烯酸、交联剂和引发剂的水溶液中，直至吸收溶液恢复到原重量，取出；密封，60℃～80℃加热0.5～1.5小时，得到高拉伸、高韧性和热响应的聚离子液体水凝胶；

步骤（6）、冲洗聚离子液体水凝胶除去未反应单体。

3.根据权利要求2所述的高拉伸性和高韧性聚离子液体凝胶的制备方法，其特征在于：步骤（1）中，所述的单卤代烷烃与乙烯基咪唑的摩尔比为1:1～1:5；所述的单卤代烷烃为单卤素取代的C4-C8烷烃，卤素选自氯、溴、碘。

4.根据权利要求2所述的高拉伸性和高韧性聚离子液体凝胶的制备方法，其特征在于：步骤（2）中，所述的超纯水与乙烯基咪唑类离子液体的质量比为10:1～40:1；

所述的超声的功率为100w，且每工作3秒，间隔1秒。

5.根据权利要求4所述的高拉伸性和高韧性聚离子液体凝胶的制备方法，其特征在于：步骤（2）中，所述的超纯水与乙烯基咪唑类离子液体的质量比为10:1～22:1。

6.根据权利要求5所述的高拉伸性和高韧性聚离子液体凝胶的制备方法，其特征在于：步骤（2）中，所述的超纯水与乙烯基咪唑类离子液体的质量比为10:1～12:1。

7.根据权利要求2所述的高拉伸性和高韧性聚离子液体凝胶的制备方法，其特征在于：步骤（3）中，所述的丙烯酰胺和离子液体水溶液的质量体积比为1:5～1:10g/mL；

所述的邻苯二酚类化合物与丙烯酰胺的质量比为1:10～1:25；所述的邻苯二酚类化合物为单宁酸、邻苯二酚、多巴胺、碱木质素中的一种；

所述的贵金属纳米材料与离子液体水溶液的质量体积比为1:3000～1:5000g/mL；所述的贵金属纳米材料为银纳米粒子、银纳米线、金纳米粒子、金纳米棒、金纳米簇中的一种；

所述的丙烯酰胺与N,N-亚甲基双丙烯酰胺的摩尔比为150:1～50:1；所述的硼砂和邻苯二酚类化合物的质量比为1:4.5～1:45；

所述的引发剂与丙烯酰胺的摩尔比为1:50～1:450；所述的引发剂为过硫酸铵、过硫酸钾、偶氮二异丁腈中的一种。

8.根据权利要求7所述的高拉伸性和高韧性聚离子液体凝胶的制备方法，其特征在于：步骤（3）中，所述的邻苯二酚类化合物与丙烯酰胺的质量比为1:12～1:22.5。