主链聚咪唑离子液体弹性体的金属配位键增强机制与性能调控研究

（编辑推荐）本研究通过金属配位键和阳离子-π相互作用增强主链聚咪唑离子液体弹性体（PIE）的力学性能，拉伸强度提升至5.93 MPa。系统探究了金属离子种类/比例和PIMIL结构对材料热稳定性、耐溶剂性及湿度响应性的影响，实现了弹性体向塑料的可控转变。

　　

Highlight

离子弹性体兼具聚合物网络和自由离子的特性，因其优异的力学性能和环境稳定性，在柔性器件、离子电子设备和生物医学领域具有广泛应用前景。

Materials

实验采用1,8-二氨基辛烷、1,3-双(氨甲基)苯等原料，通过改进的Debus-Radziszewski反应合成主链聚咪唑离子液体（PIMIL），并引入Zn²⁺、Fe³⁺等金属离子构建动态配位键。

Synthesis of PIMILs

PIMIL的合成基于甲醛、乙二醛与胺类的三组分反应（图1a），反应液因美拉德副反应呈棕褐色。¹H NMR证实了咪唑环结构的成功构建。

Discussion

研究表明：含Fe³⁺的弹性体通过金属配位键和苯环阳离子-π协同作用，显著提升材料强度；调节PIMIL苯环比例和金属离子含量可使T_g升高，实现弹性体-塑料的智能转换。

Conclusions

本研究创新性地利用主链PIMIL构建离子弹性体，通过动态键精确调控材料性能。含Fe³⁺和Cu²⁺的弹性体展现出卓越的拉伸强度（5.93 MPa）和环境稳定性，为智能材料设计提供新策略。