本公开涉及一种制备用聚(离子液体)涂覆的基片的方法，该方法包括以下步骤：(i)提供包含可聚合官能团和氮中心两者的单体(I)；(ii)提供基片；(iii)使基片与单体(I)在激发性介质中接触，以导致单体聚合且所得前体聚合物(II)沉积在基片上；和(iv)接着使前体聚合物(II)与阳离子产生剂接触，以将其转化为含咪唑 阳离子的聚(离子液体)(III)。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利说明】用聚（离子液体）涂覆基片的方法和通过该方法制备的涂 覆基片 专利
本专利技术涉及制备聚（离子液体）的方法，和使用该方法制备的聚（离子液体）。 专利技术背景 离子液体是在室温或接近室温时呈液体的有机盐。它们由合适的离子组合产生，其 中晶格能和熔点异常低。它们可例如包含大量不对称的电荷离域的离子，这些离子按低 度结构次序相对微弱缔合。因此，离子液体通常包括大量有机阳离子比如铵、咪唑 锡或磷雜阳离子，以及适当的反离子。作为替代，离子液体可包含两性离子，其在 同一个分子上既携带正电荷也携带负电荷。 离子液体可具备许多显著特性，其包括可忽略的蒸气压、高增溶能力和宽泛的液 态温度范围，这些特性使得它们在多种应用中成为传统液体的引人关注的备选。 聚（离子液体）可由携带可聚合的部分比如丙烯酸酯或乙烯基基团的离子液体制 备，可具有优质的力学性质的优点。与其单体对应体相同，它们已应用于色谱分析、 气体分离和二氧化碳吸收，以及制备本质导电聚合物和纳米微粒、热变色 染料、光发射电化学电池、锂离子电池、染料敏化太阳能电池和超 级电容器。 特别是在燃料电池、金属-空气电池和湿度传感器的电解质层 的情况下，极需要在升高的温度和湿度下良好的离子电导性（目前工业基准，Nafion ?， 90°C以上开始明显丧失离子电导性)。但是，以前报道的聚（离子液体）与它们的母单 体相比趋于具有差的离子电导性，这主要由于缺乏聚合物链灵活性。这通常通过 掺杂离子液体或其它电解质补救，但代价经常是力学性质变差。 此类聚（离子液体）的制备通常采用湿化学法，该方法存在包括需要溶剂提取和 单独的浇铸步骤的固有缺点。 本专利技术的一个目的在于提供一种制备聚（离子液体）的新方法，该方法可以克 服或至少减轻上述问题。具体来讲，本专利技术基于以下发现：聚（离子液体）可以用备选技 术一一等离子体沉积制备，并且所得聚合物可表现出良好的离子电导性。 专利技术的陈沐 根据本专利技术第一方面，提供制备聚（离子液体）的方法，该方法包含以下步骤： (i) 提供包含可聚合官能团和氮中心两者的单体（I); (ii) 提供基片； (iii) 使基片与单体（I)在激发性介质中接触，以引起单体聚合以及所得前体聚合物 (II)沉积在基片上；和 (iv) 然后使前体聚合物（II)与阳离子产生剂接触，以使其转化为含咪唑:_阳离子的 聚（离子液体）（III)。 因此，根据本专利技术，在步骤（iii)期间将生成聚（离子液体）（III)的聚合物前体 (II)沉积在基片上。前体（II)包含氮中心，其可随后转化得到咪唑?阳离子，以产生期望 的聚（离子液体）（III)。 "以氮为中心的阳离子部分"意指其中氮原子携带正电荷的部分。 氮中心可以是例如仲胺或叔胺部分的一部分。在实施方案中，它是叔胺部分的一 部分。 事实上，本专利技术方法的最终产物是含有以氮为中心的阳离子部分（特别是季胺或 质子化胺部分）的化合物的聚合物，所述化合物呈单体形式时会是离子液体。在本专利技术上 下文中，术语"离子液体"意指包含离子部分的化合物，其能够在50°C以下、优选40°C以下、 更优选30°C以下且理想地在室温(对于本专利技术目的，可将所述室温限定为18至25°C，通常 约20°C)下以液体形式存在。 已发现根据本专利技术制备的聚（离子液体）与例如以更常规方式比如用湿化学技术 制备的聚（离子液体）相比可具有较好的离子电导性。而且，不需要用其它导电物类比如 离子液体单体或电解质掺杂聚合物就可获得此类性质，这些其它导电物类可另外增加制备 过程的成本和复杂性，和/或削弱聚合物的性质和性能，特别是其力学强度。 根据本专利技术，聚（离子液体）前体（II)用激发性介质特别是通过等离子体沉积在 基片上形成。激发性介质可以例如用热丝、紫外线照射、γ照射、离子辐射、电子束、激光照 射、红外线照射、微波照射或其任何组合产生。一般来讲它可用一定通量的电磁照射和/或 一定通量的离子化微粒和/或基团产生。 在实施方案中，激发性介质是等离子体。等离子体（或等离子体化学）沉积法可为 良好限定的聚合物膜的制备提供无溶剂的方法；它们包括在激发性介质比如等离子体中使 单体（聚合物前体）沉积于基片上，所述激发性介质导致前体分子在沉积时聚合。等离子 体活化聚合物沉积法在过去已广泛记载(参见例如J P S Badyal, Chemistry in Britain 37 (2001): 45-46)。 等离子体沉积法可在气相、通常在低于大气压的条件下进行，或者如描述于 W0-03/101621的雾化液体喷射沉积法中在液体单体或携带单体的溶媒上进行。 在过去此类沉积法已被用于制备随后掺杂离子液体的聚合物。但是，据我们所知，它们尚未用于直接在基片上制备聚（离子液体）。 在实施方案中，用脉冲激发和沉积法将聚（离子液体）前体（II)应用在基片上。 换句话说，将基片在脉冲激发性介质特别是脉冲等离子体中与单体（I)接触。 脉冲等离子体化学沉积通常需要在呈蒸气形式的合适单体的存在下以微秒-毫 秒时间尺度调节放电，从而在每个短的（通常是微秒）工作循环接通期中触发单体活化和 在表面上产生反应位点（经由VUV辐射，和/或离子和/或电子轰击）。随后在每个相对长 的（通常是毫秒）断开期中常规聚合单体。 脉冲等离子体沉积可产生保留高比例的原有官能部分的聚合物层；过去的实例 包括酐、羧酸、胺、氰基、环氧基、羟基、卤素基、硫醇、糠基、全氟烷基、全氟亚甲基和三氟甲基基团。脉冲 等离子体沉积的功能性膜的其它在前实例包括聚（甲基丙烯酸缩水甘油酯）、聚（丙烯酸溴 乙酯）、聚（乙烯苯胺）、聚（乙烯苄基氯）、聚（烯丙硫醇）、聚（N-丙烯酰肌氨酸甲酯）、聚 (4-乙烯吡啶）和聚（甲基丙烯酸羟乙酯）。 使用（脉冲）等离子体沉积以沉积聚（离子液体）前体聚合物（II)的优点可包 括该技术可能适用于广泛种类的基片材料和几何形状，所得沉积层对底表面良好保形。该 技术可提供使固体表面功能化的直接和有效的方法，该方法是单步骤、无溶剂和非基片依 赖型的过程。放电的固有反应特性可确保在点燃激发性介质期间经由界面上产生的自由基 位点与基片良好地粘附。而且在脉冲等离子体沉积期间，可通过调节等离子体工作循环定 制表面官能度的水平。 使用等离子体沉积法而应用于基片的聚合物通常会表现出对基片表面很好的粘 附。无论基片几何形状或表面形态如何，所应用的聚合物通常会在整个基片区域上作为均 匀的保形涂层成形，所述基片在沉积过程中暴露于相关单体。此类聚合物通常还会表现出 对相关单体的高水平的结构保留，特别是当该聚合物已经以相对高流速和/或低平均功率 沉积时（比如可用脉冲等离子体沉积或雾化液体喷射等离子体沉积实现)。 单体（I)掺入当与阳离子产生剂接触时会产生咪唑f.|阳离子的氮中心。 在实施方案中，氮中心是含氮环的一部分，所述含氮环可以是芳环。在实施方案 中，单体（I)掺入作为咪唑基的一部分的氮中心。 在具体实施方案中，单体（I)掺入咪唑基。因此它可以是取代的咪唑，例如烯丙基 取代的咪唑。 单体（I)还掺入可聚合官能团。此类基团可以包括例如碳-碳双键；它由此可包含 乙烯基。合适的可聚合官能团的实例包括乙烯基和烯丙基；丙烯酰胺和烷基丙烯酰胺（例 如甲基丙烯酰胺或二甲基丙烯本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种制备聚(离子液体)的方法，该方法包含以下步骤：(i) 提供包含可聚合官能团和氮中心两者的单体(I)；(ii) 提供基片；(iii) 使基片与单体(I)在激发性介质中接触，以导致单体聚合和所得前体聚合物(II)沉积在基片上；和(iv) 接着使前体聚合物(II)与阳离子产生剂接触，以将其转化为含有咪唑阳离子的聚(离子液体) (III)。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：JPS巴德雅尔，TJ伍德，
申请(专利权)人：表面创新有限公司，
类型：发明
国别省市：英国;GB
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