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专利号: 2021109473710
申请人: 齐鲁工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-04-09
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.可拉伸、可压缩、抗冻有机水凝胶电解质的制备方法,其特征在于,步骤如下:(1)将大豆分离蛋白、溶剂加入反应容器中,加热并搅拌得到混合溶液;

(2)向上述混合溶液中加入甲基丙烯酰乙基磺基甜菜碱与丙烯酰胺中的一种或两种单体,再向混合溶液中加入交联剂、氯化锂水溶液和引发剂得到预聚液;

(3)将所述预聚液搅拌均匀后倒入反应模具中恒温反应,得到可拉伸、可压缩、抗冻有机水凝胶;

步骤(1)中所述溶剂为二甲基亚砜和水的混合物,所述二甲基亚砜和水的质量比为(2‑

4):(6‑8)。

2.根据权利要求1所述的可拉伸、可压缩、抗冻有机水凝胶电解质的制备方法,其特征在于,步骤(1)中所述大豆分离蛋白用量为单体总质量的5‑20%,所述溶剂质量为水凝胶总质量的70‑90%,优选的,所述大豆分离蛋白用量为单体总质量的10‑15%。

3.根据权利要求1所述的可拉伸、可压缩、抗冻有机水凝胶电解质的制备方法,其特征在于,步骤(2)中所述交联剂为N,N‑亚甲基双丙烯酰胺;所述氯化锂水溶液的浓度为0.5‑‑1

2.5mol·L 。

4.根据权利要求1所述的可拉伸、可压缩、抗冻有机水凝胶电解质的制备方法,其特征在于,步骤(2)中所述引发剂为过硫酸铵、偶氮二异丁脒盐酸盐中的一种;优选的,所述引发剂为过硫酸铵。

5.根据权利要求1所述的可拉伸、可压缩、抗冻有机水凝胶电解质的制备方法,其特征在于,步骤(2)中所述两种单体的质量比为:甲基丙烯酰乙基磺基甜菜碱:丙烯酰胺=1:(1~8);所述引发剂用量为单体总质量的1.4‑2.8%,交联剂用量为单体总质量的0.1‑0.3%。

6.根据权利要求1所述的可拉伸、可压缩、抗冻有机水凝胶电解质的制备方法,其特征在于,步骤(1)中温度设置为85‑95℃,搅拌时间为1.5‑2.5h;步骤(3)中搅拌时间为20‑60分钟,聚合反应时间为12‑24h,反应温度为40‑50℃。

7.根据权利要求1‑6任一项所述方法制备的可拉伸、可压缩、抗冻有机水凝胶电解质,‑3

其特征在于,所述水凝胶电解质的杨氏模量为1~20kPa,韧性为0.038‑0.242MJ·m 。

8.根据权利要求7所述的可拉伸、可压缩、抗冻有机水凝胶电解质,其特征在于,所述水‑1

凝胶电解质在20℃的电导率为20~40mS·cm ;优选的,在20℃下的电导率为21‑37.5mS·‑1

cm 。

9.根据权利要求8所述的可拉伸、可压缩、抗冻有机水凝胶电解质,其特征在于,所述水凝胶电解质进行500次100%拉伸循环后电阻变化率为90‑100%;

所述水凝胶电解质产生伸长率为3%~9%的小应变,电阻变化率为1.2%~3.3%,产生伸长率为25%~75%的中应变,电阻变化率为13.5%~35%,产生伸长率为300%~

500%的大应变,电阻变化率为165%~355%。

10.根据权利要求9所述的有机水凝胶电解质的应用,其特征在于,用于超级电容器电解质材料和传感器材料。