一种N-异丙基丙烯酰胺离子凝胶及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种N

【技术实现步骤摘要】
一种N
‑
异丙基丙烯酰胺离子凝胶及其制备方法


[0001]本专利技术涉及凝胶材料
，具体涉及一种N
‑
异丙基丙烯酰胺离子凝胶及其制备方法。

技术介绍

[0002]离子凝胶是一种具有离子导电性的固态混合物，通常是由高分子有机聚合物和可电解为离子的盐类电解质材料混合而成，因其聚合物分子链互相连接或缠绕，形成空间网状结构，结构空隙中充满了作为分散介质的阴阳离子，与传统凝胶的结构相似，因而称其为“离子凝胶”。
[0003]现有离子凝胶的机械强度过低，这大大影响了离子凝胶的应用。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种N
‑
异丙基丙烯酰胺离子凝胶及其制备方法，本专利技术制备的N
‑
异丙基丙烯酰胺离子凝胶具有较高的断裂伸长率和拉伸强度，机械性能较好。
[0005]为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：
[0006]本专利技术提供了一种N
‑
异丙基丙烯酰胺离子凝胶的制备方法，包括以下步骤：
[0007]将N
‑
异丙基丙烯酰胺、有机溶剂、离子液体、交联剂和热引发剂混合，得到N
‑
异丙基丙烯酰胺树脂；所述交联剂的质量为N
‑
异丙基丙烯酰胺质量的2～20％；
[0008]将所述N
‑
异丙基丙烯酰胺树脂进行热固化，得到含有机溶剂的N
‑
异丙基丙烯酰胺离子凝胶；
[0009]将所述含有机溶剂的N
‑
异丙基丙烯酰胺离子凝胶依次进行深度固化和干燥，得到N
‑
异丙基丙烯酰胺离子凝胶。
[0010]优选地，所述离子液体为1
‑
乙基
‑3‑
甲基咪唑乙酸盐；所述交联剂包括聚乙二醇二甲基丙烯酸酯、聚乙二醇(二醇)二丙烯酸酯、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯或甲基丙烯酸羟乙酯；所述热引发剂为偶氮二异丁腈；所述有机溶剂包括甲苯或1,4
‑
二氧六环。
[0011]优选地，所述N
‑
异丙基丙烯酰胺的质量为有机溶剂质量的40～55％；所述离子液体与有机溶剂的质量比为0.1～0.25：1；所述热引发剂的质量为N
‑
异丙基丙烯酰胺质量的1～3％。
[0012]优选地，所述N
‑
异丙基丙烯酰胺、有机溶剂、离子液体、交联剂和热引发剂混合在常温条件下进行；所述混合的时间为12～24h。
[0013]优选地，所述热固化前还包括：所述除去N
‑
异丙基丙烯酰胺树脂中的空气。
[0014]优选地，所述热固化的温度为75～85℃；所述热固化的时间为5～12min。
[0015]优选地，所述深度固化的温度为75～85℃；所述深度固化的时间为12～24h。
[0016]优选地，所述干燥的温度为30～60℃；所述干燥的时间为2～5天。
[0017]优选地，所述干燥在真空环境中进行。
[0018]本专利技术提供了上述技术方案所述制备方法制备得到的N
‑
异丙基丙烯酰胺离子凝
胶。
[0019]本专利技术提供了一种N
‑
异丙基丙烯酰胺离子凝胶的制备方法，本专利技术利用有机溶剂和离子液体的混合溶液溶解N
‑
异丙基丙烯酰胺及交联剂和热引发剂，将得到的N
‑
异丙基丙烯酰胺树脂进行热固化，使其成型，然后利用深度固化提升离子凝胶的性能，并除去离子凝胶中的有机溶剂，再通过干燥去除离子凝胶中的水分，得到N
‑
异丙基丙烯酰胺离子凝胶。本专利技术利用共溶剂蒸发法制备得到含有亲水性离子液体的N
‑
异丙基丙烯酰胺离子凝胶，本专利技术制备的N
‑
异丙基丙烯酰胺离子凝胶相比于其他离子凝胶，采用了短链型的单体，具有较好的机械性能。而且本专利技术采用含有亲水性的离子液体使得该种离子凝胶具有较好的吸湿性能。
附图说明
[0020]图1为实施例1和实施例2制备的N
‑
异丙基丙烯酰胺离子凝胶的应力应变曲线；
[0021]图2为实施例1和实施例2制备的N
‑
异丙基丙烯酰胺离子凝胶在不同湿度条件下的吸湿性能测试结果；
[0022]图3为实施例1和实施例2制备的N
‑
异丙基丙烯酰胺离子凝胶的离子离子电导率测试结果。
具体实施方式
[0023]本专利技术提供了一种N
‑
异丙基丙烯酰胺离子凝胶的制备方法，包括以下步骤：
[0024]将N
‑
异丙基丙烯酰胺、有机溶剂、离子液体、交联剂和热引发剂混合，得到N
‑
异丙基丙烯酰胺树脂；所述交联剂的质量为N
‑
异丙基丙烯酰胺质量的2～20％；
[0025]将所述N
‑
异丙基丙烯酰胺树脂进行热固化，得到含有机溶剂的N
‑
异丙基丙烯酰胺离子凝胶；
[0026]将所述含有机溶剂的N
‑
异丙基丙烯酰胺离子凝胶依次进行深度固化和干燥，得到N
‑
异丙基丙烯酰胺离子凝胶。
[0027]本专利技术将N
‑
异丙基丙烯酰胺、有机溶剂、离子液体、交联剂和热引发剂混合，得到N
‑
异丙基丙烯酰胺树脂。在本专利技术中，所述有机溶剂优选包括甲苯或1,4
‑
二氧六环；所述离子液体优选为1
‑
乙基
‑3‑
甲基咪唑乙酸盐；所述交联剂优选包括聚乙二醇二甲基丙烯酸酯、聚乙二醇(二醇)二丙烯酸酯(PEGDA)、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯(DMAEMA)或甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)；所述热引发剂优选为偶氮二异丁腈(AIBN)。
[0028]在本专利技术中，所述交联剂的质量优选为N
‑
异丙基丙烯酰胺质量的5～10％。本专利技术控制交联剂的质量在上述范围能够改善离子凝胶的机械性能。
[0029]在本专利技术中，所述N
‑
异丙基丙烯酰胺的质量优选为有机溶剂质量的40～55％，更优选为45～50％；所述离子液体与有机溶剂的质量比优选为0.1～0.25：1，更优选为0.15～0.20：1；所述热引发剂的质量优选为N
‑
异丙基丙烯酰胺质量的1～3％，更优选为1.5～2％。
[0030]在本专利技术中，所述N
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异丙基丙烯酰胺、有机溶剂、离子液体、交联剂和热引发剂混合优选包括：将N
‑
异丙基丙烯酰胺溶解到有机溶剂和离子液体的混合溶液中，依次加入交联剂和热引发剂。
[0031]在本专利技术中，所述混合优选在室温条件下进行；所述混合的时间优选为12～24h。
[0032]得到N
‑
异丙基丙烯酰胺树脂后，本专利技术将所述N
‑...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种N
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异丙基丙烯酰胺离子凝胶的制备方法，包括以下步骤：将N
‑
异丙基丙烯酰胺、有机溶剂、离子液体、交联剂和热引发剂混合，得到N
‑
异丙基丙烯酰胺树脂；所述交联剂的质量为N
‑
异丙基丙烯酰胺质量的2～20％；将所述N
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异丙基丙烯酰胺树脂进行热固化，得到含有机溶剂的N
‑
异丙基丙烯酰胺离子凝胶；将所述含有机溶剂的N
‑
异丙基丙烯酰胺离子凝胶依次进行深度固化和干燥，得到N
‑
异丙基丙烯酰胺离子凝胶。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述离子液体为1
‑
乙基
‑3‑
甲基咪唑乙酸盐；所述交联剂包括聚乙二醇二甲基丙烯酸酯、聚乙二醇(二醇)二丙烯酸酯、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯或甲基丙烯酸羟乙酯；所述热引发剂为偶氮二异丁腈；所述有机溶剂包括甲苯或1,4
‑
二氧六环。3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述N
‑...

【专利技术属性】
技术研发人员：王齐华，曹芃锐，张耀明，杨靖，陶立明，王廷梅，
申请(专利权)人：中国科学院兰州化学物理研究所，
类型：发明
国别省市：