通过调节聚合物网络和离子液体的极性微调离子凝胶的下临界溶解温度
前言：离子液体 (IL) 是室温熔盐，由于其吸引人的特性（例如不挥发性、可调极性、宽液体温度范围和强溶剂化能力）而备受关注，由于这些众所周知的特性，尤其是宽的电化学窗口和良好的离子电导率，结合热稳定性和化学稳定性，离子液体作为具有良好电化学性能的理想电解质得到了广泛应用。
根据固体状 3D 网络的性质，离子凝胶可分为三类，分别是有机、无机和有机-无机杂化。有机离子凝胶可以使用低分子量凝胶剂或直接将聚合物溶解在离子液体中制造，“巴基”凝胶和二氧化硅基离子凝胶是典型的无机离子凝胶。
有机-无机杂化是指用无机物增强的聚合物离子凝胶填料，作为一种制备具有所需机械阻力的离子凝胶基质的简便策略，交联聚合物形成的有机 3D 网络通常被采用并得到广泛研究，聚合离子凝胶可分为物理凝胶和化学凝胶，对于物理交联的离子凝胶，特定官能团的存在是先决条件。
双（三氟甲基磺酰基）亚胺/聚（偏二氟乙烯-共-六氟丙烯）（[EMIM][TFSI]/PVDF-HFP）离子凝胶系统，PVDF微晶作为物理交联位点，提供机械强度相反，化学交联是一种普遍存在的策略，因为离子凝胶可以通过在离子液体中聚合目标单体来直接制造。
IL 和 3D 网络的组合，纳米级组装可能会影响离子凝胶的特性，在一些聚合物离子凝胶中，仅观察到一个玻璃化转变（低于纯离子液体的 Tg 且高于纯聚合物的 Tg），表明离子凝胶的相容系统，离子液体和聚合物网络之间的混溶性直接决定有机离子凝胶的性质。
离子液体与聚合物之间的互溶性并非一成不变，在某些系统中，聚合物在离子液体中的溶解度可以对外部刺激做出反应，例如光照、热量和某些化学品。
聚（N-异丙基丙烯酰胺）（PNIPAm）在水溶液中，表现出较低的临界溶解温度（LCST）或较高的临界溶解温度（UCST）相行为，聚合物/ ILs系统表现出更加多样化和复杂的LCST和UCST相行为。
为了从更深层次的角度理解这种相行为，系统地研究了离子液体和单体对离子凝胶 LCST 相变的结构影响，分析了LCST相行为的机理，提出了离子凝胶LCST相行为的先决条件。
聚合物与离子液体之间的氢键，如何影响离子凝胶的LCST，通过改变混合物中两种结构相似的离子液体的混合比例，离子凝胶的 LCST 可以在很宽的温度范围内进行调节，类似于聚合物/ILs 系统中分子量对 LCST 的影响，离子凝胶的 LCST 随着单体聚合度的增加而降低。利用这一特性，使用光掩模制备具有所需图案的热响应离子凝胶。
将丙烯酸丁酯（单体）、乙二醇二甲基丙烯酸酯（EGDMA，交联剂）和二乙氧基苯乙酮（DEOP，光引发剂）溶解在离子液体中，然后搅拌10分钟直至获得完全透明的溶液，聚合由紫外线照射引发，溶液在紫外线（365 nm，800 mW/cm2）下固化10分钟。
使用拉力机实现了离子凝胶的机械表征，将样品切成哑铃形，哑铃形样品的两端用固定的下夹具连接到夹具上，在室温下，通过称重传感器以 20 mm/min 的恒定速度拉动上夹具，记录应力-应变曲线，并进一步分析实验数据，通过从应力-应变曲线检测到的应变比的 0-10% 的平均斜率来确定离子凝胶的模量。
离子凝胶的 LCST 是通过使用动态光散射（Litesizer™ 500；Anton Paar，Graz，Austria）的光学透射率测量来确定的。100% 的透光率表示离子凝胶均匀性，透光率降低表明离子凝胶经历了 LCST 相分离，将 LCST 定义为透光率降至 80% 时的温度。
使用热重分析仪 (TGA)（Q500；TA Instruments，New Castle，DE）和差示扫描量热仪 (DSC)（Q2000；TA Instruments）以 10 °C/min 的加热速率进行热分析。
离子凝胶的制备及LCST相行为，离子凝胶是通过使用 EGDMA 和 DEOP 作为交联剂和光引发剂在 IL 中对丙烯酸酯单体进行原位光诱导聚合来制造的，由于聚丙烯酸酯具有良好的机械阻力和粘附性，通常用于制备功能性弹性体基质。
总结：为了从根本上理解这种相行为的机制，系统地研究了聚合物和离子液体的结构对离子凝胶 LCST 的影响，相图显示了离子凝胶的相容性
由不同的丙烯酸酯单体和离子液体组成，当聚丙烯酸酯上的烷基侧链长度小于3时，所制备的离子凝胶是相容的，这是由于非极性区域（短侧链长度）对聚合物施加的疏溶剂作用较差。
对于某些离子液体，离子凝胶中聚合物网络和离子液体之间的混溶性随着增加聚合物网络中的正烷基侧链长度（非极性域），这是由于增强的疏溶剂效应。
