[發明專利]一種調控熱響應離子液體凝膠模量變化范圍的方法和熱響應離子液體凝膠

有效

• 申請號: 202110843678.6
• 申請日: 2021-07-26
• 公開（公告）號: CN113501907B
• 公開（公告）日: 2022-07-26
• 發明（設計）人: 劉明杰;趙天藝;陳列
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: C08F220/54
• 分類號: C08F220/54;C08F222/14;C08F2/48;C08F2/44;C08K5/435;C08K5/3445
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 李博

1.一種調控熱響應離子液體凝膠模量變化范圍的方法，包括以下步驟：

（1）將N-異丙基丙烯酰胺單體和離子液體混合，得到混合溶液A；

（2）將所述步驟（1）得到的混合溶液A、交聯劑和光引發劑混合，得到混合溶液B；

（3）將所述步驟（2）得到的混合溶液B進行紫外光引發自由基聚合反應，得到熱響應離子液體凝膠；

所述步驟（1）中的離子液體中包括陽離子和陰離子；

所述陽離子包括咪唑類陽離子、吡咯烷類陽離子和哌啶類陽離子中的一種或多種；

所述陰離子具有、、和中的一種或多種所示的化學結構；

當離子液體為單一的離子液體時，通過調控N-異丙基丙烯酰胺單體和離子液體的質量比，實現對熱響應離子液體凝膠的模量變化范圍的調控；所述N-異丙基丙烯酰胺單體與離子液體的質量之比為15:85~35:65；

當離子液體為兩種或兩種以上的離子液體組成的混合物時，通過調控混合物中離子液體的質量比，實現對熱響應離子液體凝膠的模量變化范圍的調控；所述兩種離子液體組成的混合物為[C₅MIM][BF₄]和[C₅MIM][PF₆]組成的混合物，所述[C₅MIM][PF₆]與所述[C₅MIM][BF₄]和[C₅MIM][PF₆]組成的混合物的質量比為0:100~100:100；

所述調控熱響應離子液體凝膠模量變化范圍的溫度范圍為25~70℃。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟（1）中的N-異丙基丙烯酰胺單體與離子液體的質量之比為15:85~35:65時，所述熱響應離子液體凝膠可調的模量變化的倍數為10³~10⁵。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，當離子液體為[C₅MIM][BF₄]和[C₅MIM][PF₆]組成的混合物時，所述[C₅MIM][PF₆]與所述[C₅MIM][BF₄]和[C₅MIM][PF₆]組成的混合物的質量比為0:100~100:100時，所述熱響應離子液體凝膠可調的模量的變化的倍數為10~10⁵。

4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述咪唑類陽離子具有

和/或所示的化學結構；所述咪唑類陽離子的化學結構式中5≥n≥1；

所述吡咯烷類陽離子具有

所示的化學結構；所述吡咯烷類陽離子的化學結構式中4≥n≥2；

所述哌啶類陽離子具有所示的化學結構；所述哌啶類陽離子的化學結構式中4≥n≥2。

5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟（2）中的交聯劑為丙烯酸酯或丙烯酰胺類的交聯劑。

6.根據權利要求5所述的方法，其特征在于，所述丙烯酸酯具有如式（I）所示化學結構：

式（I）

所述式（I）中p≥1；

所述丙烯酰胺類的交聯劑具有如式（II）所示化學結構：

式（II）

所述式（II）中q≤5；

所述式（I）和式（II）中的R₁和R₂獨立地為氫或碳原子數為1~5的烷基。

7.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟（2）中的光引發劑具有如式（III）所示的化學結構：

式（III）

所述式（III）中的R₁和R₂獨立地為碳原子數為1~8的烷基。

8.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟（2）中的交聯劑與步驟（1）中N-異丙基丙烯酰胺單體的物質的量之比為1:（1000~10）；所述步驟（2）中光引發劑和與步驟（1）中N-異丙基丙烯酰胺單體的物質的量之比為1:（10000~200）。