一种自粘附、无残留导电水凝胶的制备方法及其应用.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115746336A(43)申请公布日2023.03.07(21)申请号202211193629.3C08K3/08(2006.01)(22)申请日2022.09.28C08F220/06(2006.01)C08F222/20(2006.01)(71)申请人河南师范大学地址453007河南省新乡市牧野区建设东路46号(72)发明人高书燕孙宇琛康萌萌杨天芳李晓沣栾自昊刘灿豫李家栋(74)专利代理机构新乡市平原智汇知识产权代理事务所(普通合伙)41139专利代理师路宽(51)Int.Cl.C08J3/075(2006.01)C08L33/02(2006.01)C08L1/28(2006.01)C08L97/00(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图4页(54)发明名称一种自粘附、无残留导电水凝胶的制备方法及其应用(57)摘要本发明公开了一种自粘附、无残留导电水凝胶的制备方法及其应用，基于高分子有机聚合物构筑动态氧化还原系统策略，实现了持久粘附、无残留导电水凝胶传感材料的制备，该方法采用邻苯二酚动态氧化还原系统策略，碱木质素作为还原剂提供邻苯二酚基团，在室温条件下还原不同浓度银盐溶液，得到的木质素‑银纳米颗粒可以有效提高水凝胶的导电性，同时结合双网络结构极大地提升了水凝胶的力学性能，最终制备出的水凝胶传感材料在人机电子领域具有广阔的应用场景。CN115746336ACN115746336A权利要求书1/1页1.一种自粘附、无残留导电水凝胶的制备方法，其特征在于具体步骤为：步骤S1：将木质素置于氢氧化钠溶液中并超声溶解得到物料A，其中木质素为碱木质素；步骤S2：将水溶性银盐溶于二次水中，再持续加入氨水直至沉淀消失溶液变为无色停止加入氨水，得到物料B；步骤S3：将步骤S1得到的物料A加入到步骤S2得到的物料B中，在避光条件下充分搅拌混合均匀得到物料C；步骤S4：将高分子化合物充分溶解于二次水中，再依次加入丙烯酸单体、步骤S3得到的物料C、引发剂和交联剂，充分搅拌混合均匀得到物料D，其中高分子化合物为壳聚糖、淀粉、纳米纤维素、羧甲基纤维素或海藻酸钠中的一种或多种；步骤S5：将步骤S4得到的物料D转移至模具中，在室温和氮气保护条件下自聚合得到目标产物自粘附、无残留导电水凝胶。2.根据权利要求1所述的自粘附、无残留导电水凝胶的制备方法，其特征在于：步骤S2中所述水溶性银盐为硝酸银，该硝酸银溶于二次水中的浓度为0.5‑1mol/L。3.根据权利要求1所述的自粘附、无残留导电水凝胶的制备方法，其特征在于：步骤S3中搅拌时间为0.5‑3h，搅拌速率为300‑810rpm。4.根据权利要求1所述的自粘附、无残留导电水凝胶的制备方法，其特征在于：步骤S4中所述引发剂为过硫酸铵，所述交联剂为聚乙二醇二丙烯酸酯。5.根据权利要求1所述的自粘附、无残留导电水凝胶的制备方法，其特征在于：步骤S5中所述导电水凝胶以聚丙烯酸为第一网络，高分子有机物充当第二网络，木质素‑银纳米颗粒作为导电纳米填料，由于双网络结构和纳米填料的作用，制备的导电水凝胶具有良好的力学性能，木质素‑银纳米颗粒中存在的动态氧化还原过程为导电水凝胶提供了优异的粘附性，同时纳米银赋予了水凝胶导电能力。6.根据权利要求1‑5中任意一项所述的方法制备的自粘附、无残留导电水凝胶应用为柔性可穿戴传感器传感材料。2CN115746336A说明书1/5页一种自粘附、无残留导电水凝胶的制备方法及其应用技术领域[0001]本发明属于水凝胶传感材料的制备技术领域，具体涉及一种自粘附、无残留导电水凝胶的制备方法及其应用。背景技术[0002]如今，与人体相结合的智能传感器已经成为进一步了解人体细微生理信号的重要媒介，但大多数智能电子器件的基础是金属等无机材料，这类材料的机械性能和生物相容性与人体生物组织格格不入。水凝胶是一类极为亲水的三维网络结构凝胶，具有与生物组织相匹配的化学、机械以及生物性能。[0003]导电水凝胶因其便携、灵活以及具有良好的信号传导性能，在可穿戴传感器中具有十分广阔的应用场景，但目前大部分的水凝胶可穿戴传感器在佩戴过程中通常需要额外的粘附剂或胶带，不仅增加了其不便性，还不利于传感器对运动信号的监测。更重要的是，粘附剂去除后的残留物也给佩戴者造成困扰。因此自粘附、无残留的柔性可穿戴传感器应运而生。目前，公开号为CN113143280A的专利文献公开了一种透明自粘附导电水凝胶电极及其制备方法，用于传感器和生物电采集/刺激技术领域；公开号为CN111393708A的专利文献公开了一种可拉伸的粘附性导电结构色水凝胶薄膜及其制备方法，主要涉及生物材料技术领域，然而这些方法得到的水凝胶粘附性仍不能满足可穿戴的实际需求。邻苯二酚基团的深入研