[发明专利]一种自愈合导电水凝胶及其制备方法与应用

权利要求书

1.一种自愈合导电水凝胶，其特征在于：该水凝胶以疏水改性聚丙烯酰胺为水凝胶基体，小分子表面改性银纳米线和葡聚糖为添加物，通过一步法原位合成得到，按重量份数计，疏水改性聚丙烯酰胺76-107份，葡聚糖4-14份，小分子表面改性银纳米线0.2-1份，所述小分子表面改性银纳米线为小分子有机物N，N-双丙烯酰胱胺表面改性的银纳米线。

2.根据权利要求1所述的自愈合导电水凝胶，其特征在于：所述小分子表面改性银纳米线的长径比为100-1000。

3.根据权利要求1所述的自愈合导电水凝胶，其特征在于：所述葡聚糖分子为α型，分子量范围为10000-300000g/mol。

4.一种权利要求1-3任一所述的自愈合导电水凝胶的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

(1)制备预聚分散液I：将丙烯酰胺类单体、十二烷基硫酸钠、甲基丙烯酸硬脂酸酯和葡聚糖溶解于分散介质中，溶解温度为40-80℃，得到疏水改性丙烯酰胺预聚分散液I，于30-100千赫兹下将预聚分散液I超声分散30-60min；

(2)制备预聚分散液II：将小分子表面改性银纳米线分散液加入到预聚分散液I中，搅拌均匀后得到预聚分散液II；

(3)制备自愈合导电水凝胶：将浓度为0.1-1mM的乙烯基交联剂和浓度为0.1-1mM引发剂依次加入到步骤(2)所述预聚分散液II中，搅拌均匀后10-60s即可形成具有自愈合性能的导电水凝胶；

按重量份数计，丙烯酰胺类单体65-74份、十二烷基硫酸钠4-25份、甲基丙烯酸硬脂酸酯7-8份，葡聚糖4-14份，小分子表面改性银纳米线0.2-1份。

5.根据权利要求4所述的自愈合导电水凝胶的制备方法，其特征在于：所述小分子表面改性银纳米线分散液通过以下步骤制备而得：按重量份计，将聚乙烯吡咯烷酮溶解到丙三醇中，通过微波溶解得到聚乙烯吡咯烷酮的丙三醇溶液；在持续低速搅拌条件下，将硝酸银加入到前述聚乙烯吡咯烷酮的丙三醇溶液中，在10-20min内升温到180-210℃反应立即结束；待反应液温度降至室温，使用去离子水离心洗涤去除可溶性杂质，烘干并确定银纳米线的重量，然后添加去离子水稀释至银纳米线的浓度为10-50mg/mL，得银纳米线分散液，将N，N-双丙烯酰胱胺与银纳米线分散液混合均匀得到小分子表面改性银纳米线分散液。

按重量份数计，聚乙烯吡咯烷酮75-80重量份，硝酸银20-25重量份，N，N-双丙烯酰胱胺0.01-0.05重量份。

6.根据权利要求4所述的自愈合导电水凝胶的制备方法，其特征在于：所述分散介质为水。

7.根据权利要求4所述的自愈合导电水凝胶的制备方法，其特征在于：所述丙烯酰胺类单体为水溶性丙烯酰胺类单体中的至少一种。

8.根据权利要求4所述的自愈合导电水凝胶的制备方法，其特征在于：所述乙烯基交联剂为N,N,N′,N′-四甲基乙二胺或N，N-亚甲基双丙烯酰胺中的至少一种，所述引发剂为过硫酸钾、过硫酸钠或过硫酸铵中的至少一种。

9.一种权利要求1-3任一所述的自愈合导电水凝胶在制备传感器中的应用。

10.一种根据权利要求9所述的自愈合导电水凝胶的应用，其特征在于：将权利要求1-3任一所述的自愈合导电水凝胶的两端连接上导线并封装，即制得传感器。