【摘 要】
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聚离子液体是指聚合物主链的每个重复单元具有离子液体阴阳离子结构的一类离子聚合物。其有着离子液体的一些优良特性,包括较高的离子电导率、较宽的电化学窗口和较好的热稳定性等,又兼具聚合物的可加工性强、机械稳定性等固有特性。因此聚离子液体在高分子化学、材料科学、气体分离/储存/运输、电化学等领域和新兴的交叉学科具有巨大的应用潜力。聚合物凝胶是大分子链经过交联聚合而成的三维体系,它因有着良好的性能被广泛的运
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聚离子液体是指聚合物主链的每个重复单元具有离子液体阴阳离子结构的一类离子聚合物。其有着离子液体的一些优良特性,包括较高的离子电导率、较宽的电化学窗口和较好的热稳定性等,又兼具聚合物的可加工性强、机械稳定性等固有特性。因此聚离子液体在高分子化学、材料科学、气体分离/储存/运输、电化学等领域和新兴的交叉学科具有巨大的应用潜力。聚合物凝胶是大分子链经过交联聚合而成的三维体系,它因有着良好的性能被广泛的运用到记忆原件开关、传感器、可穿戴设备、软体机器人等领域。近年来,以聚离子液体为骨架构筑的凝胶体系在材料科学领域引起了泛的关注。聚离子液体的引入可以赋予以水或有机溶剂为分散介质的凝胶体系理想的导电性能等,从而有效拓宽了水凝胶及有机凝胶的应用范围。本文设计合成了两种聚离子液体凝胶材料:（1）溶剂刺激驱动响应的聚离子液体凝胶膜。在温和的条件下,通过1,2-二（4-吡啶基）乙烯和溴丙炔的亲核取代反应,得到了一种简单的聚离子液体:聚（丙炔基溴化吡啶）。该聚离子液体经过与双氟甲磺酰亚胺（TFSI-）锂进行离子交换后得到聚合物（A-TFSI）,其在高温下表现出粘弹性,呈现可逆的固-凝胶转化,其离子导电率随温度从25℃到90℃的变化而增大。不仅如此,凝胶态的聚合物（A-TFSI）还表现出自愈性,有潜力成为3D打印材料。之后又利用聚离子液体阳离子骨架与羧酸的静电引力作用制备了具有双梯度的程序膜,该膜对水和丙酮表现出可控的刺激形变性能,其反应性能可调。更有趣的是,手指皮肤的微小湿度就可以使膜在0.5 s内发生很大程度的弯曲,并能够在1 s内恢复原状,而且经过30次以上弯曲仍能表现出良好的可重复性。除此之外,制备好的薄膜可以在水蒸气（50℃-80℃）的氛围中自发地进行高频摆动,并伴有大范围的位移,这有望被应用于能量转换领域。（2）基于聚离子液体和硫辛酸的导电复合凝胶。通过筛选聚离子液体和硫辛酸的配比制备了具有较高粘性的导电凝胶,通过Fe3+离子的引入实现了凝胶弹性的增强。测试其导电性能结果显示该凝胶具有良好的导电性,并且小幅度的形变就能够引起较大的电阻变化,这为凝胶能够被作为电子器件来检测人体运动提供了条件。综上所述,本论文制备了两种聚离子液体凝胶材料,对它们的成胶性能、力学性质、导电性质进行了系统的研究,对新型聚离子液体凝胶材料的制备提供了新思路。
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