[發明專利]自愈合凝膠的制備方法和利用該凝膠制備無界面行走凝膠機器人的方法

在審

• 申請號: 201910141144.1
• 申請日: 2019-02-26
• 公開（公告）號: CN109897200A
• 公開（公告）日: 2019-06-18
• 發明（設計）人: 姜再興;鄭文慧
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: C08J3/09
• 分類號: C08J3/09;C08G75/02;C08K3/22;B29C64/112;B33Y10/00
• 代理公司: 哈爾濱市文洋專利代理事務所(普通合伙) 23210
• 代理人: 王艷萍

1.一種自愈合凝膠的制備方法，其特征在于該方法按以下步驟進行：

一、將含有羧基、羥基或氨基的二硫雜環類單體溶于有機溶劑Ⅰ中，攪拌均勻，放置于70～80℃水浴中加熱，至使懸濁液變成澄清透明狀；然后在劇烈攪拌下加入自由基淬滅劑，在溫度為70～80℃的條件下劇烈攪拌5～12min，得到粘狀液；

二、將金屬離子溶液加入到粘狀液中，粘狀液轉變為凝膠；在溫度為90～100℃的水浴中繼續加熱10～20min，使凝膠變為低粘度液體；

三、在溫度為90～100℃的水浴中，將鹽類物質加入到低粘度液體中，攪拌至無塊狀物，降至室溫，得到強化自愈合凝膠。

2.根據權利要求1所述的一種自愈合凝膠的制備方法，其特征在于步驟一中含有羧基、羥基或氨基的二硫雜環類單體為(R)-N-(3,6,9,12-四氧雜十三烷基)-α-硫辛酰胺或者順式-4,5-二羥基-1,2-二噻烷。

3.根據權利要求1或2所述的一種自愈合凝膠的制備方法，其特征在于步驟一中有機溶劑Ⅰ為二甲基亞砜或N,N-二甲基甲酰胺。

4.根據權利要求1或2所述的一種自愈合凝膠的制備方法，其特征在于步驟一中二硫雜環類單體與自由基淬滅劑的質量比為1：(0.1～0.2)。

5.根據權利要求1或2所述的一種自愈合凝膠的制備方法，其特征在于步驟二中金屬離子溶液為Ni²⁺溶液、Cu²⁺溶液或Fe³⁺溶液。

6.根據權利要求1或2所述的一種自愈合凝膠的制備方法，其特征在于步驟三中所述的鹽類物質為硫酸鈉、硫酸鉀或碳酸鉀。

7.自愈合凝膠的制備方法，其特征在于該方法按以下步驟進行：

一、將磁性物質加入到有機溶劑Ⅱ中，超聲分散均勻，得到磁性物質分散液；

二、將含有羧基、羥基或氨基的二硫雜環類單體加入到磁性物質分散液中，攪拌均勻后置于溫度為70～80℃的水浴中加熱，直至懸濁液變成澄清透明狀，然后在劇烈攪拌下加入自由基淬滅劑，在溫度為70～80℃的條件下劇烈攪拌5～12min，得到黑色的粘狀液；

三、將金屬離子溶液加入到粘狀液中，粘狀液轉變為凝膠，即為磁性自愈合凝膠。

8.根據權利要求7所述的自愈合凝膠的制備方法，其特征在于步驟一中磁性物質為四氧化三鐵、鐵粉或MnBi。

9.根據權利要求7或8所述的自愈合凝膠的制備方法，其特征在于步驟二中磁性物質與二硫雜環類單體的質量比為1：(100～33.33)。

10.利用自愈合凝膠制備無界面行走凝膠機器人的方法，其特征在于該方法按以下步驟進行：

一、將3D打印機預熱，使打印機注射筒的溫度保持在75～90℃；將強化自愈合凝膠用溫度為90～100℃的水浴加熱使其轉變成可流動液體，并轉移至注射筒中；將內徑為0.3～0.7mm打印針頭置于打印機上，并保溫10～30min；設置打印參數如下：層高為0.4～0.8mm，填充率為80％～100％，擠出速率10～30mm/s；打印機器人的軀干；

二、將3D打印機預熱，使打印機注射筒的溫度保持在75～90℃；將磁性自愈合凝膠用溫度為90～100℃的水浴加熱使其轉變成可流動液體，并轉移至注射筒中；將內徑為0.3～0.7mm打印針頭置于打印機上，并保溫10～30min；設置打印參數如下：層高為0.4～0.8mm，填充率為80％～100％，擠出速率10～30mm/s；打印機器人的四肢；

三、將機器人的四肢與印機器人的軀干接觸在一起，保持1～5min后，機器人的四肢與印機器人的軀干愈合在一起，得到無界面行走凝膠機器人。