[发明专利]PAA类双交联网络自愈合水凝胶电容式压力传感器

权利要求书

1.一种PAA类双交联网络自愈合水凝胶电容式压力传感器的制备方法，其特征在于：所述制备方法步骤如下：

(1)将丙烯酸(AA)，丙烯酰胺(AM)，六水合氯化铁(FeCl₃·6H₂O)，N,N’-亚甲基双丙烯酰胺(MBAA)，过硫酸胺(APS)和水(H₂O)按比例配成溶液，混合均匀后通氮气30分钟除去溶液中的气体，60℃下进行聚合反应30分钟，得到PAA类双交联网络自愈合水凝胶；

(2)将未固化的PDMS在带有凹槽的模具中固化成型，得到带有凹槽的PDMS衬底，并在玻璃片上旋涂一层薄PDMS作为介电层；

(3)将步骤(1)中得到的自愈合水凝胶溶液滴在PDMS凹槽中，并使水凝胶在凹槽内固化成型，将两个固化好的水凝胶与PDMS介电层进行组装形成三明治结构；然后分别在水凝胶和PDMS之间夹上导线作为电信号输出，最后用PDMS混合物对器件将进行封装，得到电容式压力传感器。

2.如权利要求1所述的PAA类双交联网络自愈合水凝胶电容式压力传感器的制备方法，其特征在于：所述制得的传感器由自愈合水凝胶和PDMS组成，其中，水凝胶与PDMS结合形成水凝胶-PDMS-水凝胶“三明治”结构的电容式压力传感器。

3.如权利要求1所述的PAA类双交联网络自愈合水凝胶的制备方法，其特征在于：步骤(1)所述AA和H₂O的质量比为1：5，丙烯酰胺的用量为丙烯酸质量的0～25％，MBAA用量为丙烯酸质量的0～0.325％，APS用量为丙烯酸质量的0.5％，FeCl₃·6H₂O用量为丙烯酸物质的量的0～1.2％。

4.如权利要求1所述的PAA类双交联网络自愈合水凝胶的制备方法，其特征在于：步骤(1)制得的水凝胶愈合2h后断裂伸长率恢复到200％，自愈合效率为9.5％，4h后断裂伸长率恢复到1000％，自愈合效率为47.6％，5h后断裂伸长率恢复到1582％，自愈合效率为75.4％，6h后断裂伸长率恢复到1920％，自愈合效率为90.8％，8h后断裂伸长率恢复到2173％，自愈合效率为100％。

5.如权利要求1所述的PAA类双交联网络自愈合水凝胶的制备方法，其特征在于：步骤(2)所述制备电容式压力传感器用的水凝胶按质量比的组成为：AA和H₂O的质量比为1：5，丙烯酰胺的用量为丙烯酸质量的2.5％，MBAA用量为丙烯酸质量的0.2％，APS用量为丙烯酸质量的0.5％，FeCl₃·6H₂O用量为丙烯酸物质的量的0.72％。

6.如权利要求1所述的PAA类双交联网络自愈合水凝胶电容式压力传感器的制备方法，其特征在于：步骤(2)所述的PDMS(美国道康宁Sylgard 184硅橡胶)是由液体组分组成的双组份套件，密度为1.04g/ml，粘度为3500mPa.s，两组分按照质量比例:10:1混合均匀得到的混合物，脱气30分钟除去气泡；然后将未固化的混合物倒入带有凹槽的聚四氟乙烯模具中，80℃下加热一个小时，可形成10mm×20mm和20mm厚度并带有1mm深槽的PDMS膜；另外将未固化的PDMS混合物通过旋涂的方法在玻璃片上以300rpm旋涂25s，80℃下加热一个小时，得到厚度为0.5mm的PDMS薄膜作为中间介电层。