[发明专利]高强度导电且耐高低温的MXene水凝胶及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种高强度导电且耐高低温的MXene水凝胶，其特征在于，以水、保水剂、丙烯酰胺、丙烯酸、壳聚糖、MXene、硅交联剂SiH_X、引发剂和乙酸为原料制备得到；

所述水和保水剂的体积比为1:0.75～1.25；

所述丙烯酰胺和丙烯酸总质量为所述水和保水剂总质量的20％～30％，且所述丙烯酰胺和丙烯酸的质量比为1.5～8:1；

所述壳聚糖质量为所述水和保水剂总质量的1％～3％；

所述MXene质量为所述丙烯酰胺和丙烯酸总质量的0.2％～0.8％；

所述硅交联剂SiH_X质量为所述水和保水剂总质量的1％～3％；

所述引发剂质量为所述水和保水剂总质量的0.01％～0.1％；

所述乙酸质量为所述水和保水剂总质量的1％～3％；

所述的保水剂为丙三醇；

所述的硅交联剂SiH_X通过KH560与KH570按摩尔比1:0.8～2水解缩合得到。

2.根据权利要求1所述的高强度导电且耐高低温的MXene水凝胶，其特征在于，所述水和保水剂的体积比为1:1。

3.根据权利要求1所述的高强度导电且耐高低温的MXene水凝胶，其特征在于，所述丙烯酰胺和丙烯酸总质量为所述水和保水剂总质量的25％，且所述丙烯酰胺和丙烯酸的质量比为4:1。

4.根据权利要求1所述的高强度导电且耐高低温的MXene水凝胶，其特征在于，所述MXene质量为所述丙烯酰胺和丙烯酸总质量的0.4％～0.6％。

5.根据权利要求1所述的高强度导电且耐高低温的MXene水凝胶，其特征在于，所述壳聚糖的粘度为100～200mPa.s。

6.根据权利要求1所述的高强度导电且耐高低温的MXene水凝胶，其特征在于，所述的MXene通过MAX原料经HF溶液刻蚀得到；

所述刻蚀的温度为30～40℃，时间为72～84h。

7.根据权利要求1～6任一权利要求所述的高强度导电且耐高低温的MXene水凝胶的制备方法，其特征在于，包括步骤：

(1)将水、保水剂、丙烯酰胺、丙烯酸、壳聚糖、MXene和乙酸按配比混合均匀；

(2)按配比向步骤(1)得到的混合液中加入硅交联剂SiH_X，混合均匀后再按配比加入引发剂，混合均匀；

(3)将步骤(2)得到的混合液倒入模具中，氮气吹扫10～20s后封口，室温静置5～10min即得所述的高强度导电且耐高低温的MXene水凝胶。

8.根据权利要求7所述的高强度导电且耐高低温的MXene水凝胶的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述MXene以浓度为5～30mg/mL的MXene水溶液形式加入；

步骤(2)中，所述引发剂以浓度为0.01～0.1mg/mL的过硫酸铵水溶液的形式加入。

9.根据权利要求1～6任一权利要求所述的高强度导电且耐高低温的MXene水凝胶在应变传感器领域中的应用。