[發(fā)明專利]一種多元酸-聚苯胺-甘油-聚乙烯醇復合凝膠及其制備方法

在審

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• 申請日: 2021-05-25
• 公開（公告）號: CN113372576A
• 公開（公告）日: 2021-09-10
• 發(fā)明（設計）人: 王奮鈺;杜寒威;李亮;喻湘華;劉玉蘭;黃華波
• 申請（專利權）人: 武漢工程大學
• 主分類號: C08J3/075
• 分類號: C08J3/075;C08L79/02;C08L29/04;C08K5/053;C08K5/1545;C08K5/521;C08K5/092
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 崔友明

本發(fā)明提供了一種多元酸?聚苯胺?甘油?聚乙烯醇復合凝膠及其制備方法，包括如下步驟：S1、將聚苯胺加入去離子水中，超聲攪拌，得到聚苯胺懸浮液；S2、向所述聚苯胺懸浮液中加入多元酸，攪拌，得到混合液體系；S3、將聚乙烯醇、甘油加入到所述混合液體系中，水浴加熱后，倒入聚四氟乙烯模具中形成復合體系，將所述復合體系在第一預設條件下進行冷凍；S4、將冷凍后的所述復合體系解凍，并在第二預設條件下靜置，制得多元酸?聚苯胺?甘油?聚乙烯醇復合凝膠。本發(fā)明制備成本低廉、工藝簡單，在零攝氏度以下的工作環(huán)境中仍能保證其較好得使用性能，在柔性傳感器以及電子器件中擁有廣泛的應用前景。

技術領域

本發(fā)明涉及導電聚合物技術領域，具體而言，涉及一種多元酸-聚苯胺- 甘油-聚乙烯醇復合凝膠及其制備方法。

背景技術

隨著電子及高新技術的發(fā)展，人們希望將人工智能與健康或環(huán)境監(jiān)測領域相結合以達到監(jiān)測環(huán)境信號(壓力、濕度、溫度等)、人體動態(tài)信號和健康狀況的目的。傳統(tǒng)的傳感器元件是通過將電路集成在硅基半導體材料上，但由于該種材料硬度大、韌性差很難與人體的皮膚相互貼合，使其在檢測人體信號領域無法得到良好的運用。而柔性傳感器具有較好的柔韌性、延展性、甚至可進行反復的折疊、彎曲甚至拉伸，以柔性導電材料以及各種導電聚合物復合的導電水凝膠傳感器在許多電子器件中展現(xiàn)出不錯的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

水凝膠是一種含水量很高的，通過物理或化學交聯(lián)可形成3D網(wǎng)絡結構的一種材料，具有良好的生物親和性，在醫(yī)藥、生物醫(yī)學領域擁有廣泛的研究前景，通過添加導電聚合物制備的導電水凝膠，具有柔性好、導電性強、含水量高等優(yōu)點，其在柔性電子器件領域有較好的應用前景。

然而傳統(tǒng)的導電復合凝膠存在導電性能差、靈敏度不高、響應慢，且存在導電聚合物在復合凝膠中分散不均勻的缺點，這些不足極大的限制了導電復合凝膠在柔性傳感器領域的應用。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種多元酸-聚苯胺-甘油-聚乙烯醇復合凝膠及其制備方法，以解決現(xiàn)有導電凝膠導電性能差、靈敏度不高、響應慢的問題。

為達到上述目的，本發(fā)明的技術方案是這樣實現(xiàn)的：

一種多元酸-聚苯胺-甘油-聚乙烯醇復合凝膠的制備方法，包括如下步驟：

S1、將聚苯胺加入去離子水中，超聲攪拌，得到聚苯胺懸浮液；

S2、向所述聚苯胺懸浮液中加入多元酸，攪拌，得到混合液體系；

S3、將聚乙烯醇、甘油加入到所述混合液體系中，水浴加熱后，倒入聚四氟乙烯模具中形成復合體系，將所述復合體系在第一預設條件下進行冷凍；

S4、將冷凍后的所述復合體系解凍，并在第二預設條件下靜置，制得多元酸-聚苯胺-甘油-聚乙烯醇復合凝膠。

在上述技術方案中，可選地，S1中，所述聚苯胺懸浮液的濃度為 5-20mg/mL。

在上述技術方案中，可選地，S2中，所述多元酸包括草酸、植酸和單寧酸中的一種或多種。

在上述技術方案中，可選地，S2中，所述攪拌的時間為8-10h。

在上述技術方案中，可選地，所述聚苯胺與所述多元酸的質量比為(1-4)： 1。

在上述技術方案中，可選地，所述聚乙烯醇與所述甘油的質量比為1：(3-6)。

在上述技術方案中，可選地，S3中，所述將所述復合體系在第一預設條件下進行冷凍，具體包括：將所述復合體系在-30℃下靜置8-10h。

在上述技術方案中，可選地，S3中，所述水浴加熱的溫度為90-110℃。

在上述技術方案中，可選地，S4中，所述在第二預設條件下靜置，具體包括：將解凍后的復合體系在3-5℃下靜置6-8h。