CN113354848A - 高弹性、可修复、超耐用和可无害化处理的离子导体膜及其制备方法 - Google Patents

高弹性、可修复、超耐用和可无害化处理的离子导体膜及其制备方法 Download PDF

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Abstract

一种高弹性、可修复、超耐用和可无害化处理的离子导体膜及其制备方法，属于可拉伸离子导体技术领域。是先将改性剂在催化剂的催化下共价接枝到聚合物上得到聚合物基质；再将聚合物基质溶液在25～70℃的条件下加热浓缩，再与离子液体按照一定质量比均匀混合；然后将复合溶液倾倒在玻璃片上浇筑成膜，并且在50～90℃的真空条件下干燥12～72小时，最后在50～70℃的真空条件下干燥1～6小时，从而得到具有优异弹性、可修复的、超耐用的且可无害化处理的离子导体膜。本发明制备方法简单，大大提高了可拉伸离子导体的弹性和使用寿命，为制备有可无害化抛弃的能力得超耐用离子导体提供了新的思路。

Description

高弹性、可修复、超耐用和可无害化处理的离子导体膜及其制 备方法
技术领域
本发明属于可拉伸离子导体技术领域，具体涉及一种高弹性、可修复、超耐用和可无害化处理的离子导体膜及其制备方法。
背景技术
离子导体是指依赖离子定向迁移来实现电流传输的一类导体。可拉伸的离子导体因为具有高的电导率，优异的柔韧性和透明性在柔性电池、传感器及软体机器人等领域有很大的应用价值。为了满足人们对柔性电子产品日益增长的使用需求，离子导体需要具有高的拉伸性，好的弹性以及在拉伸状态下保持高的电导率。同时，离子导体也需要具有优异的抗疲劳性质和自修复性质来提高它们在长期使用过程中的耐用性。在实际使用中，离子导体不可避免地会经历多次的连续形变(如拉伸、弯折等)，这些形变过程会引起离子导体的机械疲劳甚至是损伤，使离子导体结构完整性下降并缩短它们的使用寿命。尽管具有良好拉伸性的离子导体已经被广泛报道，但是这些离子导体的弹性、抗疲劳性以及耐用性都比较差，特别是在上千次的不间断反复形变之后。因此，制备同时具有高拉伸性、优异的弹性、自修复性质以及高的电导率的离子导体是至关重要的，也是一个挑战。
目前，由于市场需求的增大，柔性电子产品的产量不断增加，也因此产生了大量的电子废料，这些电子废料不仅会造成资源浪费也会污染环境。离子导体是柔性电子产品中重要的组成部件之一，所以废弃的离子导体的无害化处理成为了该领域亟需解决的问题。离子凝胶是由三维交联的聚合物网络以及离子液体组成的，由于拥有离子液体优异的物理化学性质非常适合于制备可拉伸耐用离子导体。如果想要制备高电导率的基于离子凝胶的离子导体，需要负载大量的离子液体。而大部分的离子液体都是有毒的。而且当离子导体被压缩、拉伸或者在温度较高湿度较大的环境中时，其负载的离子液体容易发生泄漏。因此，废弃的离子导体如果没有经过妥善的处理，会对环境造成严重的污染。由此可见，对废弃后的离子导体材料进行无害化处理是非常重要的。采用低成本、环保的方法从使用过的离子导体中回收离子液体，可以解决环境污染问题，实现离子液体的循环利用，减少资源浪费。由于离子液体是许多聚合物和有机分子的良溶剂，因此从离子导体中回收高纯度离子液体仍然是一个很大的挑战。此外，为了减少聚合物废弃物的堆积，有必要制备在自然环境中可完全降解的聚合物基质。但是到目前为止可无害化处理的离子导体还未被制备出来。因此，为了保证社会和环境的可持续发展，未来的离子导体必须具有良好的可愈合性、延展性、弹性、导电性，并且能够被安全丢弃。
发明内容
本发明的目的是提供一种高弹性、可修复、超耐用和可无害化处理的离子导体膜的制备方法，其步骤如下：
1)聚合物基质的合成：先将聚合物在70～100℃条件下溶解在二甲基亚砜(DMSO)溶剂中，然后再分别将改性剂和催化剂加入到上述溶液中；其中聚合物的质量分数为3.0～10.0％，改性剂的质量分数为1.0～5.0％，催化剂的质量分数为0.1～0.6％；然后在25～100℃条件下搅拌1～24h，从而将改性剂共价接枝到聚合物上，得到聚合物基质溶液；
2)离子导体的制备：将步骤1)制备得到的聚合物基质溶液在25～70℃的条件下加热浓缩1～24h，浓缩后聚合物基质的质量分数为8.0～11.0％；向浓缩后的聚合物基质溶液中加入离子液体，离子液体的质量分数为10.0～25.0％(离子液体质量/(聚合物基质质量+离子液体质量+DMSO质量)*100％)，混合均匀后在玻璃片基底上浇筑成膜；然后在50～90℃条件下干燥12～72h，再在50～70℃真空下(真空度小于10-3Pa)干燥1～6h，从玻璃片基底上剥离后得到自支持的离子导体膜。
本发明使用的聚合物选自水解度99％以上的聚乙烯醇(PVA)，分子量分别为89k～98k、86k～124k、130k、146k～186k中的一种或一种以上；改性剂选自香草醛、对羟基苯甲醛、4-羟基-2-甲氧基苯甲醛中的一种或一种以上；催化剂选自对甲苯磺酸、盐酸、硫酸中的一种或一种以上；离子液体选自1-乙基-3-甲基咪唑二腈胺盐、1-辛基-3-甲基咪唑二腈胺盐、1-丁基-3-甲基咪唑二腈胺盐中的一种或一种以上。
本发明所述的一种高弹性、可修复、超耐用和可无害化处理的离子导体膜是是由上述方法制备得到。
首先，在催化剂催化下，改性剂的醛基可以与聚合物的邻羟基发生缩醛反应，从而接枝到聚合物的主链上；随后，将所得聚合物基质溶液进行浓缩后与离子液体按照不同的质量比例均匀混合；最后将聚合物基质溶液和离子液体形成的复合物溶液缓慢地倒在玻璃片基底上进行干燥，干燥后从玻璃基地上剥离下来可到自支持的离子导体膜。接枝的改性剂的酚羟基可以与聚合物基质的脂肪族羟基之间形成了氢键相互作用，从而部分破坏了聚合物的脂肪族羟基自身之间的氢键相互作用。当引入离子液体后，离子液体会部分破坏改性剂酚羟基与聚合物基质的脂肪族羟基之间的氢键相互作用使得聚合物基质的脂肪族羟基之间部分的氢键重新形成。离子液体中的咪唑环可以与改性剂的酚羟基之间形成氢键相互作用。因此形成离子导体的主要驱动力共有三种：1)聚合物基质中脂肪族羟基自身之间的氢键作用力；2)聚合物基质中脂肪族羟基与改性剂的酚羟基之间的氢键作用力；3)离子液体和改性剂之间的弱相互作用力。接枝的改性剂与离子液体之间的弱相互作用力可以大大提高聚合物基质与离子液体之间的相容性，同时显著增加离子导体的环境稳定性。
本发明所制备的离子导体具有非常好的机械性质和弹性。离子导体的断裂强度和断裂伸长率，分别为0.80～5.16MPa及883～1361％。对离子导体在200％进行循环拉伸时，离子导体具有很小的残余应变1.5～16.1％。本发明所制备的离子导体还具有非常好的耐用性和自修复性质。离子导体在100％应变下进行不间断反复的拉伸10000～13000次，该离子导体能保持稳定可靠的电学性质和可重复的电学信号。这是因为该离子导体自身优异的弹性和抗疲劳性。此外，我们也对离子导体在400％应变下进行不间断反复的拉伸1000～2000次，该离子导体没有发生明显的损伤并能保持可重复的电学信号。这些都证明了该离子导体具有非常好的耐用性。而损伤的离子导体只需在70℃下修复1～12h，就能恢复初始的机械性质以及耐用性。最重要的是，本发明所制备的离子导体还可以被无害化的抛弃。只需要将废弃的离子导体在水中透析24～72h就可以把水溶性的离子液体和聚合物基质进行分离。而离子液体的水溶液只需要在25～80℃的条件进行减压蒸馏就可以得到纯的离子液体，回收率大于95.5％。回收回来的离子液体还可以用于制备新的离子导体，并且新制得离子导体的力学性能以及电学性质和原始离子导体的并无差别。得益于PVA的降解性质，分离后的聚合物基质可以掩埋在土壤中100～200天就可以实现完全的降解，生成的产物都是对土壤无毒无害的。
本发明所述的高弹性的、可修复的、超耐用的离子导体制备工艺简单，大大提高了可拉伸离子导体的弹性和使用寿命，为制备有可无害化抛弃的能力得超耐用离子导体提供了新的思路。在可穿戴电子器件，可植入电子设备以及软体机器人领域都有很大的应用前景。同时，该离子导体可回收，可无害化处理的性质对未来环境保护，可持续发展等问题具有重大意义。
附图说明
图1：23×16cm2的离子导体膜数码相机照片，对应实施例1；
图2：离子导体在200％应变下循环10次的拉伸曲线，对应实施例1；
图3：离子导体在400％应变下循环10次的拉伸曲线，对应实施例1；
图4：离子导体在400％应变下循环1100次的电阻变化率，对应实施例1；
图5：损伤修复后的离子导体的拉伸曲线，对应实施例1；
图6：利用回收后的离子液体新制的离子导体的拉伸曲线，对应实施例1；
图7：离子导体在土壤中降解的残余质量随天数变化的曲线，对应实施例1；
图8：离子导体在200％应变下循环10次的拉伸曲线，对应实施例2；
图9：离子导体在200％应变下循环10次的拉伸曲线，对应实施例3；
图10：离子导体在200％应变下循环10次的拉伸曲线，对应实施例4；
图11：离子导体在200％应变下循环10次的拉伸曲线，对应实施例5；
图12：离子导体在200％应变下循环10次的拉伸曲线，对应实施例6；
图13：离子导体在200％应变下循环10次的拉伸曲线，对应实施例7。
具体实施方式
下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。
实施例1：一种高弹性、可修复、超耐用和可无害化处理的离子导体的制备方法
将5g PVA(水解度99％以上、分子量146k～186k)在90℃下溶解到70ml DMSO中，然后将1M的盐酸(3.3mL，盐酸0.12g)加入，接着向溶液中加入3.45g B-香草醛改性剂(接枝摩尔百分比为40％，改性剂占PVA的重复结构单元(即-C2H4O-)的摩尔百分比为20％)；其中，PVA的质量分数为5.6％，香草醛(改性剂)的质量分数为3.9％，盐酸(催化剂)的质量分数为0.14％；并在80℃条件下搅拌反应8h，从而将改性剂共价接枝到聚合物上，得到聚合物基质溶液(得到聚合物基质溶液88.87g，其中聚合物基质的质量是8.04g，质量分数是9.0％，因为反应过程中1摩尔的香草醛1摩尔的水)；再在50℃的条件下加热浓缩12h，浓缩后的聚合物基质的质量分数为9.5％(浓缩后聚合物基质的质量不变仍为8.04g)；向浓缩后的溶液中加入16.9g离子液体1-乙基-3-甲基咪唑二腈胺盐(离子液体的质量分数为16.6％)，混合均匀后在玻璃片上浇筑成膜，并且在50℃的条件下干燥48小时；最后在70℃的真空烘箱(真空度小于10-3Pa)中干燥4小时，剥离后即得到自支持的离子导体膜，厚度约为350μm，如图1所示。
该离子导体的断裂强度和断裂伸长率，分别高达2.01MPa及1231％。离子导体在200％进行循环拉伸，第一次加载-卸载曲线显示其具有很小的残余应变，为1.5％。当其加载-卸载循环进行到5个周期之后的残余应变几乎保持不变，为4.2％，如图2所示。在更大的拉伸倍率400％下进行10次连续无间歇的循环拉伸实验，第一次加载-卸载曲线的残余应变仅为12.2％，如图3所示。该离子导体的室温电导率是0.67S/m。由于离子液体的不挥发、良好的热稳定性以及与VPVA之间的良好相容性，离子导体在高温真空及高温高压的条件下可以保持很好的稳定性。更重要的是，高弹性的离子导体在1100次400％大应变周期下均表现出了超耐久的电学稳定性，如图4所示。此外，得益于网络中可逆的氢键作用，损伤的离子导体只需在70℃下修复3h，就能恢复初始机械性质的95％以及超耐用的电学性质，如图5所示。废弃的离子导体经水透析回收后的离子液体新制的离子导体与原始离子导体的机械性质基本一致，回收后的离子导体室温电导率是0.64S/m，如图6所示。而分离后的聚合物基质可以掩埋在土壤中127天就可以实现完全的降解，如图7所示。
实施例2：一种高弹性、可修复、超耐用和可无害化处理的离子导体的制备方法
将5g PVA(水解度99％以上，分子量146k～186k)在90℃下溶解到70ml有机溶剂DMSO中，然后将1M的盐酸(3.3mL，盐酸0.12g)加入，接着向溶液中加入改性剂3.88g B-香草醛(接枝摩尔百分比为45％，改性剂占PVA的重复结构单元(即-C2H4O-)的摩尔百分比为22.5％)，其中，PVA的质量分数为5.6％，香草醛(改性剂)的质量分数为4.3％，盐酸(催化剂)的质量分数为0.13％；并在80℃条件下搅拌反应8h，从而将改性剂共价接枝到聚合物上，得到聚合物基质溶液(得到聚合物基质溶液89.3g，其中聚合物基质的质量是8.42g，质量分数是9.4％，因为反应过程中1摩尔的香草醛1摩尔的水)；再在50℃的条件下加热浓缩12h，浓缩后的聚合物基质的质量分数为10％(浓缩后聚合物基质的质量不变仍为8.04g)；向浓缩后的溶液中加入17.8g离子液体1-乙基-3-甲基咪唑二腈胺盐(离子液体的质量分数为17.5％)，混合均匀后在玻璃片上浇筑成膜，并且在50℃的条件下干燥48小时；最后在70℃的真空烘箱(真空度小于10-3Pa)中干燥4小时剥离后即得到自支持的离子导体膜。
该离子导体的断裂强度和断裂伸长率，分别高达1.42MPa及1361％。离子导体在200％进行循环拉伸，离子导体的第一次加载-卸载曲线显示其具有很小的残余应变，为1.5％。当其加载-卸载循环进行到5个周期之后的残余应变几乎保持不变，为4.2％，如图8所示。该离子导体的室温电导率是0.71S/m。损伤的离子导体只需在70℃下修复3h，就能恢复初始的机械性质的以及耐用性。废弃的离子导体经水透析回收后的离子液体新制的离子导体与原始离子导体的机械性质基本一致。而分离后的聚合物基质可以掩埋在土壤中131天就可以实现完全的降解。
实施例3：一种高弹性、可修复、超耐用和可无害化处理的离子导体的制备方法
将5g PVA(水解度99％以上，分子量146k～186k)在90℃下溶解到70ml有机溶剂DMSO中，然后将1M的盐酸(3.3mL，盐酸0.12g)加入，接着向溶液中加入改性剂3.02g B-香草醛(接枝摩尔百分比为35％，改性剂占PVA的重复结构单元(即-C2H4O-)的摩尔百分比为16.5％)，其中，PVA的质量分数为5.7％，香草醛(改性剂)的质量分数为3.4％，盐酸(催化剂)的质量分数为0.14％；并在80℃条件下搅拌反应8h，从而将改性剂共价接枝到聚合物上，得到聚合物基质溶液(得到聚合物基质溶液88.44g，其中聚合物基质的质量是7.66g，质量分数是8.7％，因为反应过程中1摩尔的香草醛1摩尔的水)；再在50℃的条件下加热浓缩12h，浓缩后的聚合物基质的质量分数为9.1％(浓缩后聚合物基质的质量不变仍为8.04g)；向浓缩后的溶液中加入16.0g离子液体1-乙基-3-甲基咪唑二腈胺盐(离子液体的质量分数为16.0％)，混合均匀后在玻璃片上浇筑成膜，并且在50℃的条件下干燥48小时；最后在70℃的真空烘箱(真空度小于10-3Pa)中干燥4小时剥离后即得到自支持的离子导体膜。
该离子导体的断裂强度和断裂伸长率，分别高达3.07MPa及1099％。离子导体在200％进行循环拉伸，离子导体的第一次加载-卸载曲线显示其具有最小的滞后环和最低的残余应变，为4.2％。当其加载-卸载循环进行到7个周期之后的残余应变几乎保持不变，为7.5％，如图9所示。该离子导体的室温电导率是0.65S/m。损伤的离子导体只需在70℃下修复8h，就能恢复初始的机械性质。废弃的离子导体经水透析回收后的离子液体新制的离子导体与原始离子导体的机械性质基本一致。而分离后的聚合物基质可以掩埋在土壤中118天就可以实现完全的降解。
实施例4：一种高弹性、可修复、超耐用和可无害化处理的离子导体的制备方法
将5g PVA(水解度99％以上，分子量146k～186k)在90℃下溶解到70ml有机溶剂DMSO中，然后将1M的盐酸(3.3mL，盐酸0.12g)加入，接着向溶液中加入改性剂2.33g B-香草醛(接枝摩尔百分比为25％，改性剂占PVA的重复结构单元(即-C2H4O-)的摩尔百分比为12.5％)，其中，PVA的质量分数为5.7％，香草醛(改性剂)的质量分数为2.7％，盐酸(催化剂)的质量分数为0.14％；并在80℃条件下搅拌反应8h，从而将改性剂共价接枝到聚合物上，得到聚合物基质溶液(得到聚合物基质溶液87.75g，其中聚合物基质的质量是7.05g，质量分数是8.0％，因为反应过程中1摩尔的香草醛1摩尔的水)；再在50℃的条件下加热浓缩12h，浓缩后的聚合物基质的质量分数为8.5％(浓缩后聚合物基质的质量不变仍为8.04g)；向浓缩后的溶液中加入14.7g离子液体1-乙基-3-甲基咪唑二腈胺盐(离子液体的质量分数为15.1％)，混合均匀后在玻璃片上浇筑成膜，并且在50℃的条件下干燥48小时；最后在70℃的真空烘箱(真空度小于10-3Pa)中干燥4小时剥离后即得到自支持的离子导体膜。
该离子导体的断裂强度和断裂伸长率，分别高达4.17MPa及961％。离子导体在200％进行循环拉伸，离子导体的第一次加载-卸载曲线显示其具有很小的残余应变，为11.5％，如图10所示。该离子导体的室温电导率是0.55S/m。损伤的离子导体只需在70℃下修复12h，就能恢复初始的机械性质。废弃的离子导体经水透析回收后的离子液体新制的离子导体与原始离子导体的机械性质基本一致。而分离后的聚合物基质可以掩埋在土壤中114天就可以实现完全的降解。
实施例5：一种高弹性、可修复、超耐用和可无害化处理的离子导体的制备方法
将5g PVA(水解度99％以上，分子量146k～186k)在90℃下溶解到70ml有机溶剂DMSO中，然后将1M的盐酸(3.3mL，盐酸0.12g)加入，接着向溶液中加入改性剂3.45g B-香草醛(接枝摩尔百分比为40％，改性剂占PVA的重复结构单元(即-C2H4O-)的摩尔百分比为20％)，其中，PVA的质量分数为5.6％，香草醛(改性剂)的质量分数为3.9％，盐酸(催化剂)的质量分数为0.14％；并在80℃条件下搅拌反应8h，从而将改性剂共价接枝到聚合物上，得到聚合物基质溶液(得到聚合物基质溶液88.87g，其中聚合物基质的质量是8.04g，质量分数是9.0％，因为反应过程中1摩尔的香草醛1摩尔的水)；再在50℃的条件下加热浓缩12h，浓缩后的聚合物基质的质量分数为9.5％(浓缩后聚合物基质的质量不变仍为8.04g)；向浓缩后的溶液中加入8.5g离子液体1-乙基-3-甲基咪唑二腈胺盐(离子液体的质量分数为9.1％)，混合均匀后在玻璃片上浇筑成膜，并且在50℃的条件下干燥48小时；最后在70℃的真空烘箱(真空度小于10-3Pa)中干燥4小时剥离后即得到自支持的离子导体膜。
该离子导体的断裂强度和断裂伸长率，分别高达5.16MPa及883％。离子导体在200％进行循环拉伸，离子导体的第一次加载-卸载曲线显示其具有很小的残余应变，为16.1％，如图11所示。该离子导体的室温电导率是0.22S/m。损伤的离子导体只需在70℃下修复12h，就能恢复初始的机械性质。废弃的离子导体经水透析回收后的离子液体新制的离子导体与原始离子导体的机械性质基本一致。而分离后的聚合物基质可以掩埋在土壤中129天数就可以实现完全的降解。
实施例6：一种高弹性、可修复、超耐用和可无害化处理的离子导体的制备方法
将5g PVA(水解度99％以上，分子量146k～186k)在90℃下溶解到70ml有机溶剂DMSO中，然后将1M的盐酸(3.3mL，盐酸0.12g)加入，接着向溶液中加入改性剂3.45g B-香草醛(接枝摩尔百分比为40％，改性剂占PVA的重复结构单元(即-C2H4O-)的摩尔百分比为20％)，其中，PVA的质量分数为5.6％，香草醛(改性剂)的质量分数为3.9％，盐酸(催化剂)的质量分数为0.14％；并在80℃条件下搅拌反应8h，从而将改性剂共价接枝到聚合物上，得到聚合物基质溶液(得到聚合物基质溶液88.87g，其中聚合物基质的质量是8.04g，质量分数是9.0％，因为反应过程中1摩尔的香草醛1摩尔的水)；再在50℃的条件下加热浓缩12h，浓缩后的聚合物基质的质量分数为9.5％(浓缩后聚合物基质的质量不变仍为8.04g)；向浓缩后的溶液中加入25.4g离子液体1-乙基-3-甲基咪唑二腈胺盐(离子液体的质量分数为23.1％)，混合均匀后在玻璃片上浇筑成膜，并且在50℃的条件下干燥48小时；最后在70℃的真空烘箱(真空度小于10-3Pa)中干燥4小时剥离后即得到自支持的离子导体膜。
该离子导体的断裂强度和断裂伸长率，分别高达0.80MPa及1126％。离子导体在200％进行循环拉伸，离子导体的第一次加载-卸载曲线显示其很小的残余应变，为4.2％，如图12所示。该离子导体的室温电导率是1.08S/m。损伤的离子导体只需在70℃下修复1h，就能恢复初始的机械性质。废弃的离子导体经水透析回收后的离子液体新制的离子导体与原始离子导体的机械性质基本一致。而分离后的聚合物基质可以掩埋在土壤中120天数就可以实现完全的降解。
实施例7：一种高弹性、可修复、超耐用和可无害化处理的离子导体的制备方法
将5g PVA(水解度99％以上，分子量89k～98k)在90℃下溶解到70ml有机溶剂DMSO中，然后将1M的盐酸(3.3mL，盐酸0.12g)加入，接着向溶液中加入改性剂3.45g B-香草醛(接枝摩尔百分比为40％，改性剂占PVA的重复结构单元(即-C2H4O-)的摩尔百分比为20％)，其中，PVA的质量分数为5.6％，香草醛(改性剂)的质量分数为3.9％，盐酸(催化剂)的质量分数为0.14％；并在80℃条件下搅拌反应8h，从而将改性剂共价接枝到聚合物上，得到聚合物基质溶液(得到聚合物基质溶液88.87g，其中聚合物基质的质量是8.04g，质量分数是9.0％，因为反应过程中1摩尔的香草醛1摩尔的水)；再在50℃的条件下加热浓缩12h，浓缩后的聚合物基质的质量分数为9.5％(浓缩后聚合物基质的质量不变仍为8.04g)；向浓缩后的溶液中加入16.9g离子液体1-乙基-3-甲基咪唑二腈胺盐(离子液体的质量分数为16.6％)，混合均匀后在玻璃片上浇筑成膜，并且在50℃的条件下干燥48小时；最后在70℃的真空烘箱(真空度小于10-3Pa)中干燥4小时剥离后即得到自支持的离子导体膜。
该离子导体的断裂强度和断裂伸长率，分别高达1.25MPa及1248％。离子导体在200％进行循环拉伸，离子导体的第一次加载-卸载曲线显示其具有很小的残余应变，为6.2％，如图13所示。该离子导体的室温电导率是0.77S/m。损伤的离子导体只需在70℃下修复3h，就能恢复初始的机械性质。废弃的离子导体经水透析回收后的离子液体新制的离子导体与原始离子导体的机械性质基本一致。而分离后的聚合物基质可以掩埋在土壤中92天数就可以实现完全的降解。

Claims (6)

1.一种高弹性、可修复、超耐用和可无害化处理的离子导体膜的制备方法，其步骤如下：
1)聚合物基质的合成：先将聚合物在70～100℃条件下溶解在二甲基亚砜溶剂中，然后再分别将改性剂和催化剂加入到上述溶液中；其中聚合物的质量分数为3.0～10.0％，改性剂的质量分数为1.0～5.0％，催化剂的质量分数为0.1～0.6％；然后在25～100℃条件下搅拌1～24h，从而将改性剂共价接枝到聚合物上，得到聚合物基质溶液；
2)离子导体的制备：将步骤1)制备得到的聚合物基质溶液在25～70℃的条件下加热浓缩1～24h，浓缩后聚合物基质的质量分数为8.0～11.0％；向浓缩后的聚合物基质溶液中加入离子液体，离子液体的质量分数为10.0～25.0％，混合均匀后在玻璃片基底上浇筑成膜；然后在50～90℃条件下干燥12～72h，再在50～70℃真空下干燥1～6h，从玻璃片基底上剥离后得到离子导体膜。
2.如权利要求1所述的一种高弹性、可修复、超耐用和可无害化处理的离子导体膜的制备方法，其特征在于：聚合物为水解度99％以上的聚乙烯醇，分子量为89k～98k、86k～124k、130k、146k～186k中的一种或一种以上。
3.如权利要求1所述的一种高弹性、可修复、超耐用和可无害化处理的离子导体膜的制备方法，其特征在于：改性剂为香草醛、对羟基苯甲醛、4-羟基-2-甲氧基苯甲醛中的一种或一种以上。
4.如权利要求1所述的一种高弹性、可修复、超耐用和可无害化处理的离子导体膜的制备方法，其特征在于：催化剂为甲苯磺酸、盐酸、硫酸中的一种或一种以上。
5.如权利要求1所述的一种高弹性、可修复、超耐用和可无害化处理的离子导体膜的制备方法，其特征在于：离子液体为1-乙基-3-甲基咪唑二腈胺盐、1-辛基-3-甲基咪唑二腈胺盐、1-丁基-3-甲基咪唑二腈胺盐中的一种或一种以上。
6.一种高弹性、可修复、超耐用和可无害化处理的离子导体膜，其特征在于：是由权利要求1～5任何一项所述的方法制备得到。
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