一种基于多重非共价交联作用的高强度离子凝胶制造技术

本发明专利技术公开了一种基于多重非共价交联作用的高强度离子凝胶。在传统离子凝胶出色的稳定性、电化学性能、安全性的基础上，通过聚合物结构的设计，引入了一种新型三元共聚物，通过分子链之间的氢键、偶极‑偶极以及离子‑偶极等非共价相互作用实现交联，能够实现离子凝胶制备的简化以及力学性能的大幅提升。本发明专利技术的离子凝胶具有出色的力学性能，相较于传统离子凝胶，大大提升了其耐用性、可变形性及可加工性，其制备方法简单，条件温和，聚合物合成简便，价格便宜，易于大规模生产，在凝胶固态电解质、柔性电子基质、气体分离膜、柔性离子导体等方面具有广阔的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种基于多重非共价交联作用的高强度离子凝胶
本专利技术涉及离子凝胶材料，尤其涉及一种高力学强度聚合物离子凝胶材料，主要应用于凝胶固态电解质、柔性电子基质、气体分离膜等方面，属于材料化学领域。
技术介绍
离子凝胶是一类以离子液体为基质的凝胶材料，利用聚合物或无机纳米粒子在离子液体中构筑网络结构即可制备得到离子凝胶。离子凝胶作为一种新型的软物质材料，得益于其中较高的离子液体含量，与传统水凝胶和有机凝胶相比，其具有高电导率、高稳定性、高安全性等优点，能够广泛应用于固态电解质、柔性电子器件、气体分离膜等方面。常见的离子凝胶主要通过聚合物与离子液体混合的方法制备，聚合物通过分子间的化学反应或是物理相互作用实现交联。由于组成结构较为简单，传统的离子凝胶存在力学性能较差的问题，这大大限制了离子凝胶的加工与使用。而近年来发展起来的高性能离子凝胶，虽然能够通过双网络等特殊的结构设计实现凝胶强度的提升，但是依然存在聚合物合成复杂、制备流程繁琐等问题。近年来，有研究发现，采用高分子量的聚合物与离子液体混合，能够获得力学性能出色的离子凝胶。另一方面，化本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种离子凝胶，由离子液体和聚合物组成，其特征在于，所述聚合物是式I所示的三元无规共聚物：/n

【技术特征摘要】
1.一种离子凝胶，由离子液体和聚合物组成，其特征在于，所述聚合物是式I所示的三元无规共聚物：



其中，R为含C数在2-6的烷基；M+为碱金属阳离子；x、y、z分别代表各单体在共聚物中的聚合度，所述聚合物分子量为100000-200000Da，x占总聚合度70-90％，y占总聚合度5-20％，z占总聚合度5-20％。


2.如权利要求1所述的离子凝胶，其特征在于，R为乙基、正丙基或正丁基；M+为Li+、Na+或K+。


3.如权利要求1所述的离子凝胶，其特征在于，x:y:z＝8:1:1。


4.如权利要求1所述的离子凝胶，其特征在于，所述离子液体为咪唑类离子液体。


5.如权利要求4所述的离子凝胶，其特征在于，所述咪唑类离子液体中阳离子为1,3-二甲基咪唑、1-丁基-3-甲基咪唑和/或1-乙基-3-甲基咪唑；阴离子为四氟硼酸根、六氟磷酸根、双(三氟甲烷磺酰)亚胺根和/或三氟甲烷磺酸根。


6.如权利要求1所述的离子凝胶，其特征在于，所述离子凝胶中，式I所示三元无规共聚物的质量分数为离子凝胶总质量的20wt％-40wt％。


7.权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：汤哲浩，沈志豪，范星河，
申请(专利权)人：北京大学，
类型：发明
国别省市：北京;11