[發(fā)明專(zhuān)利]一種二硫化鉬增強(qiáng)離子導(dǎo)電水凝膠及其制備方法和應(yīng)用

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110010770.4
• 申請(qǐng)日: 2021-01-06
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN114716691A
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-07-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉曉非;王晶;劉宇星;王碩;劉新樂(lè);陳義鵬;戚佩瑤
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 天津大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): C08J3/075
• 分類(lèi)號(hào): C08J3/075;C08J3/24;C08L33/26;C08K3/30;C08K3/16;C08F220/56;C08F220/06;C08F222/38
• 代理公司: 天津創(chuàng)智睿誠(chéng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 12251
• 代理人: 王海濱

1.一種二硫化鉬增強(qiáng)離子導(dǎo)電水凝膠，其特征在于：按照下述步驟進(jìn)行：

步驟1，將二硫化鉬分散液加入到含有丙烯酰胺、丙烯酸、N,N亞甲基雙丙烯酰胺的混合溶液中，攪拌1-3h后，向上述溶液中加入過(guò)硫酸鹽，在室溫20-25℃下反應(yīng)4-8h后，得到二硫化鉬/聚丙烯酰胺丙烯酸水凝膠，其中，混合溶液中，丙烯酰胺、丙烯酸、N,N亞甲基雙丙烯酰胺的質(zhì)量比為：(5-10):(1-5):(0.01-0.08)，過(guò)硫酸鹽與丙烯酰胺、丙烯酸總質(zhì)量的質(zhì)量比為：(0.04-0.15):(5-12)；

步驟2，將步驟1制備得到的二硫化鉬/丙烯酰胺丙烯酸水凝膠于室溫20-25℃下浸泡在離子溶液中6-12h后，得到離子交聯(lián)的水凝膠，將制備得到的離子交聯(lián)的水凝膠浸泡在蒸餾水中24-48h，以除去水凝膠表面未反應(yīng)的單體與殘余的離子，最終得到二硫化鉬增強(qiáng)離子導(dǎo)電水凝膠，其中，離子溶液的濃度為0.01-0.8g/mol。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種二硫化鉬增強(qiáng)離子導(dǎo)電水凝膠，其特征在于：在步驟1中，二硫化鉬分散液的制備方法：將二硫化鉬與水混合攪拌超聲后，即得到二硫化鉬分散液，二硫化鉬分散液的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為1-2wt％，二硫化鉬占含有丙烯酰胺、丙烯酸、N,N亞甲基雙丙烯酰胺的混合溶液的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為0.1-1wt％。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種二硫化鉬增強(qiáng)離子導(dǎo)電水凝膠，其特征在于：在步驟1中，丙烯酰胺、丙烯酸、N,N亞甲基雙丙烯酰胺的質(zhì)量比為：(6-8):(1-3):(0.01-0.05)，過(guò)硫酸鹽與丙烯酰胺、丙烯酸總質(zhì)量的質(zhì)量比為：(0.06-0.13):(7-11)，過(guò)硫酸鹽為過(guò)硫酸銨、過(guò)硫酸鉀中的一種。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種二硫化鉬增強(qiáng)離子導(dǎo)電水凝膠，其特征在于：在步驟2中，離子溶液的濃度為0.01-0.6g/mol，離子溶液為氯化鐵、氯化鈣中的一種。

5.一種二硫化鉬增強(qiáng)離子導(dǎo)電水凝膠的制備方法，其特征在于：按照下述步驟進(jìn)行：

步驟1，將二硫化鉬分散液加入到含有丙烯酰胺、丙烯酸、N,N亞甲基雙丙烯酰胺的混合溶液中，攪拌1-3h后，向上述溶液中加入過(guò)硫酸鹽，在室溫20-25℃下反應(yīng)4-8h后，得到二硫化鉬/聚丙烯酰胺丙烯酸水凝膠，其中，混合溶液中，丙烯酰胺、丙烯酸、N,N亞甲基雙丙烯酰胺的質(zhì)量比為：(5-10):(1-5):(0.01-0.08)，過(guò)硫酸鹽與丙烯酰胺、丙烯酸總質(zhì)量的質(zhì)量比為：(0.04-0.15):(5-12)；

步驟2，將步驟1制備得到的二硫化鉬/丙烯酰胺丙烯酸水凝膠于室溫20-25℃下浸泡在離子溶液中6-12h后，得到離子交聯(lián)的水凝膠，將制備得到的離子交聯(lián)的水凝膠浸泡在蒸餾水中24-48h，以除去水凝膠表面未反應(yīng)的單體與殘余的離子，最終得到二硫化鉬增強(qiáng)離子導(dǎo)電水凝膠，其中，離子溶液的濃度為0.01-0.8g/mol。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種二硫化鉬增強(qiáng)離子導(dǎo)電水凝膠的制備方法，其特征在于：在步驟1中，二硫化鉬分散液的制備方法：將二硫化鉬與水混合攪拌超聲后，即得到二硫化鉬分散液，二硫化鉬分散液的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為1-2wt％，二硫化鉬占含有丙烯酰胺、丙烯酸、N,N亞甲基雙丙烯酰胺的混合溶液的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為0.1-1wt％。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種二硫化鉬增強(qiáng)離子導(dǎo)電水凝膠的制備方法，其特征在于：在步驟1中，丙烯酰胺、丙烯酸、N,N亞甲基雙丙烯酰胺的質(zhì)量比為：(6-8):(1-3):(0.01-0.05)，過(guò)硫酸鹽與丙烯酰胺、丙烯酸總質(zhì)量的質(zhì)量比為：(0.06-0.13):(7-11)，過(guò)硫酸鹽為過(guò)硫酸銨、過(guò)硫酸鉀中的一種。

8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種二硫化鉬增強(qiáng)離子導(dǎo)電水凝膠的制備方法，其特征在于：在步驟2中，離子溶液的濃度為0.01-0.6g/mol。

9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種二硫化鉬增強(qiáng)離子導(dǎo)電水凝膠的制備方法，其特征在于：在步驟2中，離子溶液為氯化鐵、氯化鈣中的一種。

10.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一所述的一種二硫化鉬增強(qiáng)離子導(dǎo)電水凝膠在導(dǎo)電材料、智能響應(yīng)材料和溫度傳感器領(lǐng)域中的應(yīng)用，其特征在于：二硫化鉬增強(qiáng)離子導(dǎo)電水凝膠的平衡溶脹比為0.3-2.2g/g，二硫化鉬增強(qiáng)離子導(dǎo)電水凝膠的拉伸強(qiáng)度為1.18-4.5MPa，二硫化鉬增強(qiáng)離子導(dǎo)電水凝膠的斷裂伸長(zhǎng)率為250-600％，二硫化鉬增強(qiáng)離子導(dǎo)電水凝膠的壓縮強(qiáng)度0.23-0.98MPa，二硫化鉬增強(qiáng)離子導(dǎo)電水凝膠的電導(dǎo)率為0.10-0.48S/m。