[发明专利]聚丙烯酰胺-羧甲基纤维素钠双网络透明离子导电凝胶的制备方法

说明书

本发明公开了一种聚丙烯酰胺‑羧甲基纤维素钠双网络透明离子导电凝胶的制备方法，其是先将一定量的羧甲基纤维素钠和氯化锂溶解到去离子水中，经激烈搅拌及超声脱气得到第一溶液；将丙烯酰胺、过硫酸铵、N,N'‑亚甲基双丙烯酰胺、四甲基乙二胺依次加入至所述第一溶液中，搅拌均匀，得到第二溶液；然后将所述第二溶液倒入模板内，放入烘箱中进行热处理，获得所述聚丙烯酰胺‑羧甲基纤维素钠双网络透明离子导电凝胶。本发明操作简便，制备的双网络离子凝胶拉伸性好、透明性好，利用其制成的应力传感器灵敏度高、应变范围大，解决了许多传统方法制备工序复杂、耗时长、不透明、导电性能差等问题。

技术领域

本发明属于电子器件、传感器和医药卫生等技术领域领域，具体涉及一种聚丙烯酰胺-羧甲基纤维素钠双网络透明离子导电凝胶的制备方法。

背景技术

水凝胶是一种具有三维交联网络结构、且在其结构中含有大量水的高分子湿软性材料，具有良好的水渗透性、生物相容性及生物降解性。水凝胶分为天然水凝胶和合成水凝胶；根据其交联结构的不同，分为物理交联水凝胶和化学交联水凝胶。就目前来看，基于凝胶的传感器通常以金属纳米线水凝胶和离子型水凝胶为主。离子型水凝胶导电性和透明性好，是理想的传感器材料。离子型水凝胶大多数是以聚合物与金属离子相互作用形成的凝胶。随着人们对环境保护、能源再生和循环利用等领域的高度重视，刺激相应型的离子型水凝胶越来越引起人们的关注。因此，针对上述情况，有必要提出进一步的解决方案。

发明内容

本发明的目的在于提供一种聚丙烯酰胺-羧甲基纤维素钠双网络透明离子导电凝胶的制备方法，其解决了许多传统方法制备工序复杂、耗时长、不透明、导电性能差的缺点。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种聚丙烯酰胺-羧甲基纤维素钠双网络透明离子导电凝胶的制备方法，其包括如下步骤：

（1）将羧甲基纤维素钠与氯化锂溶解在去离子水中，室温条件下以200-1000r/min的转速搅拌0-5h，至羧甲纤维素钠与氯化锂完全溶解，再超声处理2min以去除气泡，得到第一溶液；

（2）将丙烯酰胺、过硫酸铵、N,N'-亚甲基双丙烯酰胺、四甲基乙二胺依次加入至所述第一溶液中，室温条件下以400-1000r/min的转速搅拌3-30min至溶液均匀，得到第二溶液；

（3）将所述第二溶液倒入模板内，然后放入烘箱中烘制，直至所述第二溶液从液体状变为胶体状，以获得所述聚丙烯酰胺-羧甲基纤维素钠双网络透明离子导电凝胶。

进一步的，步骤（1）中每50ml去离子水中溶解0.1-1g羧甲基纤维素钠与0.1-10g氯化锂。

进一步的，步骤（2）中每50ml第一溶液中加入0.1-10g聚丙烯酰胺、0-1g过硫酸铵、0-1g N,N'-亚甲基双丙烯酰胺、0-50μL四甲基乙二胺。

进一步的，步骤（3）中是将所述第二溶液倒入套有耐热温度大于150℃的密封袋的模板中密封烘制。

进一步的，步骤（3）中所述烘箱的温度设定为20-90℃，烘制时间为1-60min。

按上述方法制得的聚丙烯酰胺-羧甲基纤维素钠双网络透明离子导电凝胶可应用于制备应力传感器。

本发明的有益效果为：

1、操作简便，制得的聚丙烯酰胺-羧甲基纤维素钠双网络透明离子导电凝胶拉伸性能好，解决了许多传统方法制备工序复杂、耗时长、稳定性和拉伸性能差等问题；

2、制得的聚丙烯酰胺-羧甲基纤维素钠双网络透明离子导电凝胶导电性好，透明性好；

3、水凝胶形变导致的电阻变化迅速，使基于此聚丙烯酰胺-羧甲基纤维素钠双网络透明离子导电凝胶制得的应力传感器灵敏度高，可以应用在声传感器及生物医学方面，也可用于检测人体不同幅度的运动。