一种高强自修复离子凝胶及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种高强自修复离子凝胶及其制备方法。该制备方法包括：(1)将含苯环或不对称脂环结构的二异氰酸酯和催化剂溶解在溶剂中，加入聚酯多元醇亲核加成反应，得到聚氨酯预聚物；(2)将含双羟基或双氨基芳香族二硫醚和甘油的混合溶液加入聚氨酯预聚物，亲核加成反应，得到线性聚氨酯；(3)将离子液体的溶液加入到线性聚氨酯中，高温交联，烘干。该方法将可逆性更高的芳香二硫键引入聚氨酯网络，以赋予离子凝胶优越的室温自愈性能，不对称脂环结构的异氰酸酯被选为硬链段，进一步促进二硫键的交换，软段采用聚酯多元醇，羰基为IL提供了足够的相互作用位点，使离子凝胶具有高透明度、拉伸性和弹性。拉伸性和弹性。拉伸性和弹性。

【技术实现步骤摘要】
一种高强自修复离子凝胶及其制备方法


[0001]本专利技术属于聚氨酯材料领域，特别涉及一种高强自修复离子凝胶及其制备方法。

技术介绍

[0002]基于离子液体(IL)的凝胶(离子凝胶)是指限制在三维(3D)聚合物网络中的IL。离子凝胶由于其突出的拉伸性、可定制的导电性、宽范围的工作温度以及高的热稳定性等独特特性，在可穿戴电子设备、医疗诊断、人机界面和软机器人方面具有巨大的应用前景。然而，离子凝胶容易损坏，在复杂变形下失去功能，从而导致安全问题和电子产品浪费。
[0003]室温自愈性能是指材料在不存在外部刺激或用于愈合的额外物质的情况下，在机械损伤时自愈的能力，近年来这一点引起了越来越多的关注。离子凝胶的耐久性和可靠性可以通过引入自修复特性而大大提高。已经很多工作通过引入了一系列非共价键(即氢键、离子键和离子偶极相互作用等)来构建自修复离子凝胶，但它们的低拉伸强度(<1MPa)限制了它们的进一步应用。尽管非常需要，但很难开发出机械坚固和室温自修复的离子液体基凝胶(离子凝胶)，这对于下一代可拉伸电子设备非常重要。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高强自修复离子凝胶，其特征在于，所述离子凝胶结构式为：其中，R1为含苯环或不对称脂环结构的二异氰酸酯脱去二异氰酸基团后剩余基团；R2为聚酯多元醇脱去二羟基基团后剩余基团；R3为含双羟基或双氨基芳香族二硫醚脱去双羟基或双氨基后剩余基团。2.根据权利要求1所述的离子凝胶，其特征在于，所述R1包括异佛尔酮二异氰酸酯、二苯甲烷二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯或甲苯二异氰酸酯脱去二异氰酸酯基团后剩余基团；R2包括聚己二酸乙二醇酯二醇、聚碳酸酯二醇或聚己二酸丁二醇酯二醇脱去二羟基基团后剩余基团；R3包括4,4'
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二氨基二苯二硫醚或4,4'
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二羟基二苯二硫醚脱去双羟基或双氨基基团后剩余基团。3.一种高强自修复离子凝胶的制备方法，包括以下步骤：(1)将含苯环或不对称脂环结构的二异氰酸酯和催化剂溶解在溶剂中，加入聚酯多元醇进行亲核加成反应，得到聚氨酯预聚物；(2)将含双羟基或双氨基芳香族二硫醚和甘油的混合溶液加入步骤(1)中的聚氨酯预聚物，进行亲核加成反应，得到线性聚氨酯；(3)将离子液体的溶液加入到步骤(2)中线性聚氨酯中，交联，烘干，得到高强自修复离子凝胶。4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中含苯环或不对称脂环结构的二异氰酸酯包括异佛尔酮二异氰酸酯、二苯甲烷二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯中的一种或几种；催化剂包括二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡、三乙胺中的一种或几种。5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中溶剂包括DMAC、DMSO、DMF中的一种或几种；聚酯多元醇包括聚己二酸乙二醇酯二醇、聚碳酸酯二醇、聚己二酸丁二醇酯二醇中的一种或几种。6.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中含苯环或不对称脂环结构的二异氰酸酯和聚酯多元醇摩尔...

【专利技术属性】
技术研发人员：游正伟，杨磊，孙利杰，黄洪飞，朱文凡，王艺涵，
申请(专利权)人：东华大学，
类型：发明
国别省市：