本发明涉及柔性导电弹性体制备，具体是涉及一种基于超分子交联的可聚合低共熔凝胶导电弹性体的制备方法。同时，本发明还涵盖该导电弹性体的应用及其回收。
背景技术：
1、近年来，离子导电弹性体在柔性电子领域(如传感器、电池、超级电容器及软体机器人等)展示出广泛的应用潜力。尤其是在柔性可穿戴电子设备中，基于水凝胶的离子导体因其优异的生物相容性和柔韧性备受关注。然而，这类材料在环境适应性上存在不足，特别是在极端条件下，水分的蒸发或冻结容易导致功能失效，限制了其实际应用中的可靠性。为此，离子凝胶成为研究热点，其通过离子液体取代水相，具有非挥发性、高稳定性和优良导电性，成为理想的水凝胶替代品。然而，离子液体的制备通常比有机溶剂复杂，且成本较高。此外，其环保性还取决于离子液体中的阳离子和阴离子的结构，意味着离子液体并不完全是“绿色”材料。
2、为解决上述问题，低共熔溶剂(des)因其绿色环保、非挥发性、易于制备、成本低廉且具备广泛的工作温度范围，成为离子导体发展的新契机。近期，包含丙烯酸或甲基丙烯酸基团的可聚合型低共熔溶剂(pdes)已被用于提升导电弹性体的环境稳定性和导电性能。例如，wang等人基于pdes(丙烯酸/氯化胆碱，aa/chcl)与液态金属纳米液滴制备的弹性体，具备高应变(2600％)但拉伸强度较低(0.13mpa)[advanced materials,2023,35(20),2211731]。相对地，lu等人研发了一种基于pdes的离子导体，结合aa/chcl和来源于香草的单体，展现出较好的强度(1.48mpa)，但应变能力较为有限(500％)[chemical engineeringjournal,2021,425,130652]。
3、因此，尽管基于pdes的弹性体具有一定优势，其通过原位光聚合获得的热塑性聚丙烯酸材料在室温下较为柔软，其机械强度和韧性与传统弹性体材料相比仍存在显著差距。此外，在聚低共熔基导电弹性体系中，其反复拉伸后恢复性不足，导致传感稳定性较差，需进一步提升。
技术实现思路
1、本发明针对现有技术的不足，提出了一种创新的、绿色可持续的一锅合成方法，即一种基于超分子交联的可聚合低共熔凝胶导电弹性体的制备方法及应用，制备的该弹性体具有优异的延展性、韧性、可回收性以及出色的传感性能，展现出作为柔性传感器的应用潜力。
2、为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案为：
3、一种基于超分子交联的可聚合低共熔凝胶导电弹性体的制备方法，采用光引发自由基聚合法，首先，将丙烯酸(aa)与氯化胆碱(chcl)混合形成透明溶液(des)，加入非共价交联剂九水硝酸铝(al(no3)3·9h2o)，通过超声波使其充分溶解；随后，添加氨基封端超支化芳纶(af-ap)、光引发剂(i2959)并分散混合均匀；最后，将所得混合物转移至模具中，通过光固化交联反应制备得到基于超分子交联的可聚合低共熔凝胶导电弹性体，即pdes/al/af-ap导电弹性体。
4、作为本发明的优选技术方案，制备方法步骤如下：
5、步骤1：将氯化胆碱(chcl)、丙烯酸(aa)按照一定摩尔比混合形成混合物；将混合物加热搅拌，获得室温下可保持澄清透明的溶液a；
6、步骤2：称量适量九水硝酸铝(al(no3)3·9h2o)与溶液a混合，超声处理，形成溶液b；
7、步骤3：称量适量氨基封端超支化芳纶(af-ap)与溶液b混合，搅拌分散均匀后加入光引发剂(i2959)，再次搅拌形成前驱溶液c；
8、步骤4：将所得的前驱溶液c倒入聚四氟乙烯模具中，并将其置于紫外光照射下固化处理，从而制得pdes/al/af-ap导电弹性体。
9、作为本发明的进一步优选技术方案，制备方法中：
10、所述氯化胆碱(chcl)与丙烯酸(aa)的摩尔比为1:1.5～2.5，溶液a与九水硝酸铝(al(no3)3·9h2o)的质量比为100～200:1，溶液a与氨基封端超支化芳纶(af-ap)的质量比为100:0.1～1，溶液a与光引发剂(i2959)的质量比为500～1000:1。
11、步骤1中将混合物在80～100℃下加热搅拌1～5h。
12、步骤3中加入氨基封端超支化芳纶(af-ap)、引发剂后分别搅拌10～30min以实现混合均匀，搅拌温度为25～30℃，搅拌转速为300～400rpm。
13、步骤4中光固化交联反应是在波长365nm的紫外光下固化60～600s，反应温度为25～30℃。
14、本发明制备的基于超分子交联的可聚合低共熔凝胶导电弹性体可应用在检测人体运动的可穿戴传感器中。
15、与现有技术相比，本发明的有益效果表现在：
16、1、本发明使用氨基封端超支化芳纶(af-ap)和金属(al)离子改性的pdes制成前驱体，再采用原位光聚合技术，制备了基于氨基功能化芳纶和离子协同非共价增强的离子导电弹性体(pdes/al/af-ap)。这种离子导电弹性体展现出优异的延展性和增强的机械强度，保持了良好的导电性和稳定性。得益于氢键和离子配位的超分子作用，这种弹性体具备可回收性，可通过溶解-分散-离心-铸造过程实现氨基封端超支化芳纶填料和凝胶弹性体的分步回收。
17、2、本发明制备的这种基于超分子交联的可聚合低共熔凝胶导电弹性体，其导电性和稳定性使其在柔性传感器件中展现出重要的应用潜力，尤其适用于人体运动监测领域。
18、3、本发明所提出的这种制备方法，过程简便、绿色环保，且成本低廉，解决了现有导电弹性体在机械性能和可回收性方面的不足。
1.一种基于超分子交联的可聚合低共熔凝胶导电弹性体的制备方法，采用光引发自由基聚合法，其特征在于，首先，将丙烯酸(aa)与氯化胆碱(chcl)混合形成透明溶液(des)，加入非共价交联剂九水硝酸铝(al(no3)3·9h2o)，通过超声波使其充分溶解；随后，添加氨基封端超支化芳纶(af-ap)、光引发剂(i2959)并混合均匀；最后，将所得混合物转移至模具中，通过光固化交联反应制备得到基于超分子交联的可聚合低共熔凝胶导电弹性体，即pdes/al/af-ap导电弹性体。
2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤如下：
3.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述氯化胆碱(chcl)与丙烯酸(aa)的摩尔比为1:1.5～2.5，溶液a与九水硝酸铝(al(no3)3·9h2o)的质量比为100～200:1，溶液a与氨基封端超支化芳纶(af-ap)的质量比为100:0.1～1，溶液a与光引发剂(i2959)的质量比为500～1000:1。
4.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤1中将混合物在80～100℃下加热搅拌1～5h。
5.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤3中加入氨基封端超支化芳纶(af-ap)、引发剂后分别搅拌10～30min以实现混合均匀，搅拌温度为25～30℃，搅拌转速为300～400rpm。
6.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤4中光固化交联反应是在波长365nm的紫外光下固化60～600s，反应温度为25～30℃。
7.如权利要求1～6任一项所述方法制备的基于超分子交联的可聚合低共熔凝胶导电弹性体。
8.如权利要求7所述的基于超分子交联的可聚合低共熔凝胶导电弹性体在检测人体运动的可穿戴传感器中的应用。