[发明专利]一种离子凝胶柔性应变传感器及其制备方法

说明书

本发明涉及离子凝胶技术领域，公开了一种离子凝胶柔性应变传感器及其制备方法，该传感器中含有离子液体和去羟基化的嵌段共聚物，所述去羟基化的嵌段共聚物由具有A‑B‑A结构的初始嵌段共聚物进行去羟基化而获得；在所述初始嵌段共聚物中，A为环氧乙烷提供的结构单元，B为环氧丙烷提供的结构单元。本发明提供的离子凝胶柔性应变传感器具有高离子导电率、高拉伸性、光学透明性的优势。

技术领域

本发明涉及离子凝胶技术领域，具体涉及一种离子凝胶柔性应变传感器及其制备方法。

背景技术

目前，柔性导电材料研究最广泛的是可拉伸填充式或层状式复合材料，通过导电填料实现电荷传输，而弹性基体提供可拉伸性。

但是，柔性导电材料不能承受大的机械应变，其复杂的几何结构降低了光学透明度，不利于实际应用。

然而，可拉伸活性导电材料，模仿生物组织的机械、化学、光学等特性，相较于复合材料具有更高的机械稳定性、导电率及生物相容性，提高了柔性导电材料的实用性。

进一步地，在可拉伸活性导电材料中又以水凝胶为主。其利用丰富的聚合物库，可获得高度可拉伸的透明导电材料，但是会由于水分蒸发导致性能降低，不利于实际应用。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中的不足，提供一种高离子导电率、高拉伸性、光学透明性的离子凝胶柔性应变传感器。

为了实现上述目的，本发明的第一方面提供一种离子凝胶柔性应变传感器，该传感器中含有离子液体和去羟基化的嵌段共聚物，所述去羟基化的嵌段共聚物由具有A-B-A结构的初始嵌段共聚物进行去羟基化而获得；在所述初始嵌段共聚物中，A为环氧乙烷提供的结构单元，B为环氧丙烷提供的结构单元；所述初始嵌段共聚物的重均分子量为1万至1.5万。

本发明第二方面提供一种制备第一方面中所述的离子凝胶柔性应变传感器的方法，包括：

(1)将去羟基化的嵌段共聚物与光引发剂和离子液体进行混合，得到混合溶液；

(2)将所述混合溶液在紫外光条件下进行照射。

本发明将具有A-B-A结构的初始嵌段共聚物通过去羟基化处理得到去羟基化的嵌段共聚物，然后将所述嵌段共聚物与离子液体混合，通过紫外光交联，得到高离子导电率、高拉伸性、光学透明性的离子凝胶。

本发明提供的离子凝胶柔性应变传感器具有高离子导电率、高拉伸性、光学透明性的优势。并且，本发明提供的制备离子凝胶柔性应变传感器的方法能够改善水凝胶在水分蒸发情况下性能降低的情况。

附图说明

图1是实施例1中获得的离子凝胶柔性应变传感器Q1的透明度测试图片；

图2是实施例1和实施例7提供的离子凝胶柔性应变传感器的拉伸形变结果；

图3是实施例1提供的离子凝胶柔性应变传感器在10％伸长量的拉伸循环结果；

图4是实施例1提供的离子凝胶柔性应变传感器在50％伸长量的拉伸循环结果；

图5是实施例1提供的离子凝胶柔性应变传感器的实时电阻响应，其中，(a)中示出了1000个循环下电阻的变化；(b)中示出了5000秒到5500秒的局部电阻变化；

图6是实施例1获得的离子凝聚柔性应变传感器的拉伸实物图，其中，上部示出了未打结时拉伸到300％的实物图；下部示出了打结后拉伸到300％的实物图。

具体实施方式

在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。