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专利号: 2022108035056
申请人: 大连工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-10-14
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种自愈、抗冻、导电、自粘性且具有双折射特性的导电离子水凝胶的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:(1)制备低共熔溶剂:将氢键供体和氢键受体于60‑100℃下混合反应1‑3h,得到低共熔溶剂;其中,所述氢键受体和氢键供体的摩尔比为1:2‑1:3;

(2)制备导电离子水凝胶预聚液:将光引发剂、交联剂、纳米纤维素的分散液与步骤(1)得到的低共熔溶剂混合均匀,在室温下搅拌反应2‑3h,得到导电离子水凝胶预聚液;其中,所述交联剂与氢键供体的摩尔比为1:100‑4:100;所述光引发剂用量为低共熔溶剂总质量的2%‑5%;所述纳米纤维素的分散液的质量分数为0.5‑5%;所述纳米纤维素的分散液与低共熔溶剂的质量比为2:1‑1.5:1;

(3)制备导电离子水凝胶:将步骤(2)得到的导电离子水凝胶预聚液倒入模具中,在紫外光下引发聚合,得到导电离子水凝胶。

2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述氢键受体为氯化胆碱、无水甜菜碱、甲基三苯基溴化磷中的至少一种,所述氢键供体为丙烯酸、衣康酸、柠檬酸、反式乌头酸中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述交联剂为N,N‑亚甲基双丙烯酰胺、二丙二醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯中的至少一种。

4.根据权利要求1所述制备方法,其特征在于,所述光引发剂为2‑羟基‑4'‑(2‑羟乙氧基)‑2‑甲基苯丙酮、2‑羟基‑2‑甲基‑1‑苯基丙酮、苯基双2,4,6‑三甲基苯甲酰基)氧化膦中的至少一种。

5.根据权利要求1所述制备方法,其特征在于,所述纳米纤维素的分散液的制备方法为:将棉浆分散到水中,搅拌均匀,再加入四甲基哌啶氧化物和溴化钠,得到含棉浆分散液,搅拌反应0.5‑1h,之后用氢氧化钠调节反应体系pH值至10,并将次氯酸钠溶液滴加到反应体系中,同时维持反应体系的pH值为10,在室温下搅拌1‑3h;用乙醇淬灭反应,水洗离心,直至上层水溶液pH值为中性,得到的纳米纤维素分散液;其中,所述含棉浆分散液中棉浆、水、

2,2,6,6‑四甲基哌啶氧化物与溴化钠的比例为8‑15g:400‑500ml:0.1‑0.2g:1.00‑2.00g;

所述次氯酸钠溶液的质量分数为6%‑14%;所述含棉浆分散液与次氯酸钠溶液的体积比为

400‑520:20‑30。

6.根据权利要求1所述制备方法,其特征在于,所述紫外光的电流为4‑6A。

7.根据权利要求1所述制备方法,其特征在于,所述紫外光的固化时间为18‑25min。

8.根据权利要求1所述制备方法,其特征在于,步骤(1)中,将氢键供体和氢键受体于

60‑100℃下混合反应1‑3h,再在冰水中以300‑450W的功率超声10‑15min,得到低共熔溶剂。

9.权利要求1‑8任一项所述制备方法制备得到的导电离子水凝胶。

10.权利要求9所述的导电离子水凝胶在柔性可拉伸传感器、电子皮肤、超级电容器、摩擦纳米发电机中的应用。