[發明專利]一種可拉伸自愈合導電聚合物水凝膠、制備方法及其應用

在審

• 申請號: 202110672779.1
• 申請日: 2021-06-17
• 公開（公告）號: CN113337059A
• 公開（公告）日: 2021-09-03
• 發明（設計）人: 賴文勇;陳雅麗;程濤;高斯雅;汪鋒;黃維
• 申請（專利權）人: 南京郵電大學
• 主分類號: C08L33/02
• 分類號: C08L33/02;C08L65/00;C08L25/18;C08J3/075;H01G11/24;H01G11/48
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 張雅文

1.一種導電聚合物水凝膠，其特征在于，包括可拉伸自愈合水凝膠骨架和導電聚合物填料；所述可拉伸自愈合水凝膠骨架由丙烯酸單體通過交聯劑、助劑和引發劑作用，共同聚合形成雙重交聯網絡；所述導電聚合物填料為PEDOT:PSS，所述導電聚合物填充在所述雙重交聯網絡中。

2.根據權利要求1所述的一種導電聚合物水凝膠，其特征在于,所述交聯劑為3-[N,N-二甲基-[2-(2-甲基丙-2-烯酰氧基)乙基]銨]丙烷-1-磺酸內鹽(DMAPS)、二甲基丙烯酸乙二醇酯、N，N-亞甲基雙丙烯酰胺或二氨基二苯基甲烷中的一種或多種。

3.根據權利要求1所述的一種導電聚合物水凝膠，其特征在于,所述助劑為三氯化鐵、氯化鈣或氯化鈉中的一種或多種金屬離子鹽。

4.根據權利要求1所述的一種導電聚合物水凝膠，其特征在于,所述引發劑為過硫酸銨、過硫酸鉀或叔丁基過氧化氫中的一種或多種。

5.一種如權利要求1所述的導電聚合物水凝膠的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)在PEDOT:PSS溶液中加入電導率增強劑，室溫下攪拌，得到PEDOT:PSS溶液；

(2)在丙烯酸單體溶液中依次加入去離子水、交聯劑、助劑和引發劑，室溫下攪拌，得到丙烯酸單體混合溶液；

(3)將所述PEDOT:PSS溶液和丙烯酸單體混合溶液混合均勻，注入模具中，經過聚合反應后得到可拉伸自愈合的導電聚合物水凝膠；所述丙烯酸單體混合溶液與PEDOT:PSS溶液的質量比為20％-50％。

6.根據權利要求5所述的一種導電聚合物水凝膠的制備方法，其特征在于,所述電導率增強劑為二甲基亞砜、曲拉通、乙二醇、二甲基甲酰胺、四氫呋喃、十二烷基磺酸鈉或聚乙二醇中的一種或多種，其中導電率增強劑與PEDOT:PSS的質量比為1％-15％。

7.根據權利要求5所述的一種導電聚合物水凝膠的制備方法，其特征在于,所述丙烯酸單體在混合溶液中的濃度為1mg mL^-1-2mg mL^-1。

8.根據權利要求5所述的一種導電聚合物水凝膠的制備方法，其特征在于,所述交聯劑為3-[N,N-二甲基-[2-(2-甲基丙-2-烯酰氧基)乙基]銨]丙烷-1-磺酸內鹽(DMAPS)、二甲基丙烯酸乙二醇酯、N，N-亞甲基雙丙烯酰胺或二氨基二苯基甲烷中的一種或多種；所述交聯劑與丙烯酸單體的質量比為25％-100％。

9.一種如權利要求1所述的一種導電聚合物水凝膠的應用，其特征在于，該導電聚合物水凝膠作為電極材料應用于制備柔性超級電容器；所述柔性超級電容器包括兩個電極與位于兩個電極中間的水凝膠電解質，所述電極為由如權利要求1所述的可拉伸自愈合導電聚合物水凝膠電極；所述水凝膠電解質是由在水溶性單體中加入引發劑、交聯劑、助劑混合均勻，通過自由基引發聚合后浸泡電解質溶液得到。

10.根據權利要求9所述的一種柔性超級電容器，其特征在于，所述水凝膠電解質為按照權利要求8-9任意一項所述的制備方法制得。