聚离子液体材料及其制备方法、应用与流程

本发明属于材料，具体地涉及一种制备聚离子液体材料的方法，以及由该方法制备得到的聚离子液体材料和应用。

背景技术：

1、刺激敏感型(响应型)材料是指面对外界环境变化时有响应的材料，例如ph值、温度、光等的改变引起材料微观结构的改变，从而呈现出诸如颜色改变、物理、化学形态的改变，这种性质使刺激敏感型材料在传感器、药物释放、生物工程等方面有着巨大的应用前景。

2、近几年来，聚离子液体做为一种新型的绿色溶剂，不仅具有离子液体的特殊性能，同时还拥有聚合物优越的机械性能，如有良好的机械强度和优异的化学稳定性，被广泛应用与有机合成、试剂检测和电解电镀等领域，引起了越来越多的化工新材料科研工作者的广泛关注，开发出更多具有特殊功能的聚离子液体材料，应用到日常生活和工业生产中。

3、聚离子液体通常制备为特殊功能的聚离子液体薄膜材料，通常借助玻璃板或石英板等控制聚离子液体的形状，再将带有聚离子液体薄膜的玻璃板或石英板置于水中，获得特定厚度的聚离子液体薄膜。由于聚离子液体为粘稠状，待其成型后不易与玻璃板或石英板进行分离，通常将成型后的聚离子液体薄膜置于水中将其分离，通常是通过晃动的方式使得聚离子液体薄膜脱离两侧的板。然而，在剥离过程中易导致聚离子液体薄膜破碎，或者聚离子液体薄膜粘附在两侧的板上不易剥离，导致聚离子薄膜精度降低、甚至不完整，而且，聚离子液体薄膜在使用过程中厚度较薄，使用场景受限，在长时间使用后容易出现破损的问题，从而影响聚离子薄膜的使用。

4、鉴于此，现在急需一种高精度、长使用寿命以及多场景使用的聚离子液体材料及其制备方法。

技术实现思路

1、鉴于现有技术中存在的问题，本发明提出一种聚离子液体材料及其制备方法和应用，本发明的聚离子液体材料具有高精度、长使用寿命以及多场景使用的特点。

2、第一方面，本申请实施例提供一种聚离子液体材料的制备方法，所述方法包括以下步骤：

3、提供聚离子液体材料前驱液；

4、将所述聚离子液体材料前驱液置于透明模具中进行聚合反应，所述透明模具具有中空通道，所述透明模具的材质包括表面能小于等于20dynes/cm的材料；

5、将所述聚合反应所得物从所述透明模具中取出，得到聚离子液体材料。

6、优选的，所述聚离子液体材料的横截面呈圆形、棱形、方形和多边形中的任意一种。

7、优选的，所述透明模具包括中空管体，所述中空管体具有相对设置的第一端和第二端，采用胶塞封住所述第一端，将所述聚离子液体材料前驱液从所述第二端注入所述透明模具中，再采用胶塞封住所述第二端。

8、优选的，所述透明模具的材质包括聚四氟乙烯、聚全氟乙烯和聚偏氟乙烯中的至少一种。

9、优选的，所述透明模具的内径为1mm～10mm。

10、优选的，所述聚合反应在紫外光照射条件下进行。

11、优选的，所述紫外光的波长为250nm～450nm。

12、优选的，所述紫外光照射的时间为15min～30min。

13、优选的，所述聚离子液体材料用于ph检测，所述制备方法还包括：

14、将所述聚离子液体材料浸泡在染料溶液中，所述染料溶液中的染料包括溴百里香氛蓝、二苯胺橙、溴甲酚绿、二甲基黄和甲基橙中的至少两种，所述染料溶液中染料的阴离子和所述聚离子液体材料中的氮元素之间形成共价键。

15、优选的，所述染料的浓度为0.1％～2％。

16、优选的，所述染料的溶剂包括水和乙醇中的至少一种。

17、优选的，所述染料的溶剂包括水和乙醇，所述水和乙醇的体积比为1：3至3：1。

18、优选的，所述聚离子液体材料浸泡在所述染料中的时间为5min～30min。

19、优选的，所述染料溶液中的染料包括溴百里香氛蓝、二苯胺橙、溴甲酚绿和二甲基黄，溴百里香氛蓝、二苯胺橙、溴甲酚绿和二甲基黄的质量比为1:(1～2):4:(1～2)，所述聚离子液体材料的ph检测范围为1～7。

20、优选的，制备所述聚离子液体材料前驱液的方法包括：

21、将咪唑类单体、溴代烷烃类单体和基材单体混合均匀，再加入交联剂和引发剂，进行超声处理，得到所述聚离子液体材料前驱液。

22、优选的，所述咪唑类单体包括乙烯基咪唑和丙烯基咪唑中的至少一种。

23、优选的，所述溴代烷烃类单体包括溴丙烷和溴丁烷中的至少一种。

24、优选的，所述基材单体包括丙烯腈。

25、优选的，所述交联剂包括过氧化二异丙苯、2,5-二甲基-2,5二叔丁基过氧化己烷、二异氰酸酯和n,n-亚甲基双丙烯酰胺中的至少一种。

26、优选的，所述引发剂包括2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮，1-羟基环己基苯基甲酮，2-甲基-2-(4-吗啉基)-1-[4-(甲硫基)苯基]-1-丙酮和2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦中的至少一种。

27、优选的，所述咪唑类单体和溴代烷烃类单体的摩尔比为2:1至1:2。

28、优选的，所述基材单体的质量大于或等于咪唑类单体和溴代烷烃类单体的质量之和。

29、优选的，所述交联剂的质量为咪唑类单体、溴代烷烃类单体和基材单体的总质量的7wt％～12wt％。

30、优选的，所述引发剂的质量为咪唑类单体、溴代烷烃类单体和基材单体的总质量的0.5wt％～4wt％。

31、第二方面，本申请实施例还提供一种聚离子液体材料，所述聚离子液体材料由第一方面所述的制备方法制备得到。

32、优选的，聚离子液体材料的机械强度大于等于4kn/m。

33、优选的，将所述聚离子液体材料浸泡在液态环境中30s～120s，用5n的力夹住所述聚离子液体材料的两端，将所述聚离子液体材料进行弯折测试，所述聚离子液体材料的耐弯折临界次数大于等于50次。

34、第三方面，本申请实施例提供一种第一方面或第二方面的聚离子液体材料在ph检测中的应用。

35、本申请聚离子液体材料的制备方法，通过选用特定形貌和材质的透明模具，大大提高了聚离子液体材料和透明模具的分离难度，同时保证了聚离子液体材料的完整性，提高了制作效率。本申请可以根据透明模具的体积大小调节聚离子液体材料的形状和大小，使得聚离子液体材料具有体积小、且体积大小可控的特点，并可以随身携带，适用于多场景的使用。此外，本申请实现了合成简单便捷、制备周期短、技术门槛低、且制得的聚离子液体薄膜能重复使用、多场景使用等效果。

技术特征：

1.一种聚离子液体材料的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述聚离子液体材料的横截面呈圆形、棱形、方形和多边形中的任意一种；和/或

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述聚合反应在紫外光照射条件下进行，所述紫外光的波长为250nm～450nm；和/或所述紫外光照射的时间为15min～30min。

4.根据权利要求1所述的制备方法，所述聚离子液体材料用于ph检测，所述制备方法还包括：

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述染料的浓度为0.1％～2％；和/或

6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述染料溶液中的染料包括溴百里香氛蓝、二苯胺橙、溴甲酚绿和二甲基黄，溴百里香氛蓝、二苯胺橙、溴甲酚绿和二甲基黄的质量比为1:(1～2):4:(1～2)，所述聚离子液体材料的ph检测范围为1～7。

7.根据权利要求1～6任一项所述的制备方法，其特征在于，制备所述聚离子液体材料前驱液的方法包括：

8.一种聚离子液体材料，其特征在于，所述聚离子液体材料由权利要求1～7任一项所述的制备方法制备得到。

9.根据权利要求8所述的聚离子液体材料，其特征在于，所述聚离子液体材料的机械强度大于等于4kn/m；和/或

10.权利要求1～7任一项所述的制备方法制备得到的聚离子液体材料或权利要求9～10任一项所述的聚离子液体材料在ph检测中的应用。

技术总结
本申请提供一种聚离子液体材料及其制备方法、应用，所述方法包括以下步骤：提供聚离子液体材料前驱液；将所述聚离子液体材料前驱液置于透明模具中进行聚合反应，所述透明模具具有中空通道，所述透明模具的材质包括表面能小于等于20dynes/cm的材料；将所述聚合反应所得物从所述透明模具中取出，得到聚离子液体材料。本申请的聚离子液体材料的制备方法，通过选用特定形貌和材质的透明模具，大大提高了聚离子液体材料和透明模具的分离难度，同时保证了聚离子液体材料的完整性，提高了制作效率。本申请的聚离子液体材料具有体积小、且体积大小可控的特点，并可以随身携带，适用于多场景的使用。

技术研发人员：侯成成,段晓东
受保护的技术使用者：上海安翰医疗技术有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/4/17