[發(fā)明專利]一種高韌性導(dǎo)電納米復(fù)合離子凝膠及其制備方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110449220.2
• 申請(qǐng)日: 2021-04-25
• 公開（公告）號(hào): CN113185638A
• 公開（公告）日: 2021-07-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 許波;王平;袁久剛;徐進(jìn);余圓圓
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江南大學(xué)
• 主分類號(hào): C08F220/56
• 分類號(hào): C08F220/56;C08F220/54;C08F220/06;C08F220/20;C08F220/58;C08F220/28;C08F2/44;C08K3/22;C08K5/3445;C08K5/43
• 代理公司: 無(wú)錫盛陽(yáng)專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32227
• 代理人: 顧吉云;郭金玉

本發(fā)明提供了一種高韌性導(dǎo)電納米復(fù)合離子凝膠及其制備方法，其在確保產(chǎn)品韌性的基礎(chǔ)上，產(chǎn)品兼具較佳的導(dǎo)電率和延伸性，具有優(yōu)異的綜合性能，并且制備工藝簡(jiǎn)單，適合大規(guī)模生產(chǎn)。一種高韌性導(dǎo)電納米復(fù)合離子凝膠，其特征在于：該高韌性導(dǎo)電納米復(fù)合離子凝膠的制備原料包括納米二氧化鈦水溶膠、離子液體和單體，離子液體與納米二氧化鈦水溶膠的體積比為1~8：1，原料的各組分混合后，單體的摩爾濃度為0.5~3M；納米二氧化鈦水溶膠中納米二氧化鈦的粒徑大小為5~30 nm、質(zhì)量濃度為10%~15%；單體為丙烯酸、丙烯酸酯或丙烯酰胺類單體。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及柔性電子材料領(lǐng)域，特別是涉及一種高韌性導(dǎo)電納米復(fù)合離子凝膠及其制備方法。

背景技術(shù)

近年來(lái)，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和人們生活需求的提高，各種可穿戴柔性電子設(shè)備得以快速發(fā)展。然而以金屬為代表的傳統(tǒng)導(dǎo)電材模量大、延伸性差，無(wú)無(wú)法滿足柔性電子設(shè)備的要求。因此，迫切需要開發(fā)具有優(yōu)異柔韌性與延展性的柔性導(dǎo)電材料，滿足目前可穿戴電子設(shè)備的發(fā)展需求。

凝膠材料是由交聯(lián)的聚合物網(wǎng)絡(luò)與分散于其中的各種液體構(gòu)成一種軟材料，具有柔性好、模量低等優(yōu)異性能，可以通過使用導(dǎo)電聚合物或者在液體組分中添加各種導(dǎo)電成分制備具有優(yōu)異導(dǎo)電性能的凝膠材料，因而被認(rèn)為是柔性可穿戴電子設(shè)備的理想材料。其中，以離子液體作為導(dǎo)電成分的離子凝膠具有導(dǎo)電率高、熱穩(wěn)定性好以及液體不揮發(fā)等優(yōu)點(diǎn)，是目前導(dǎo)電凝膠發(fā)展的主流方向之一。現(xiàn)有技術(shù)公開了制備離子凝膠的方法，例如，Zhongxiao Li, Jinke Wang, Ruofei Hu, Chi Lv,and Junping Zheng,A Highly IonicConductive, Healable,and Adhesive Polysiloxane-Supported Ionogel,Macromolecular Rapid Communications,2019, 40, 1800776(以下簡(jiǎn)稱文獻(xiàn)1)，JiahangLiu1, Hongzan Song1, Zihao Wang1, Jianxin Zhang1, Jun Zhang2, and Xinwu Ba1,Stretchable, self-healable, and reprocessable chemical cross-linked ionogelselectrolytes based on gelatin for flexible supercapacitors,Journal ofMaterials Science,(2020) 55:3991–4004(以下簡(jiǎn)稱文獻(xiàn)2)，Yong Zhong,Giao T. M.Nguyen,and Edwin W. H. Jager,Highly Conductive, PhotolithographicallyPatternable Ionogels for Flexible and Stretchable Electrochemical Devices,ACSApplied Materials Interfaces,2018, 10, 21601?21611(以下簡(jiǎn)稱文獻(xiàn)3)，Li MeiZhang, Yuan He, Sibo Cheng, Hao Sheng, Keren Dai, Wen Jiang Zheng,Mei XiangWang, Zhen Shan Chen, Yong Mei Chen,* and Zhigang Suo,Self-Healing, Adhesive,and Highly Stretchable Ionogel as a Strain Sensor for Extremely LargeDeformation,Small 2019, 15, 1804651(以下簡(jiǎn)稱文獻(xiàn)4)。上述文獻(xiàn)制備的離子凝膠的導(dǎo)電率和延伸率分別如下所示。

上述文獻(xiàn)1、3相關(guān)方法制備的離子凝膠的延伸性和導(dǎo)電率低均較低，文獻(xiàn)2相關(guān)方法制備的離子凝膠雖然導(dǎo)電性大幅提升，但其延伸率較低，文獻(xiàn)4相關(guān)方法制備的離子凝膠雖然延伸率大幅提升，但其導(dǎo)電性較低，尚無(wú)法滿足實(shí)際應(yīng)用的需求，同時(shí)，上述文獻(xiàn)方法通常需要特殊的分子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)或者較為繁瑣的制備工藝，不適合大規(guī)模生產(chǎn)。

發(fā)明內(nèi)容