一种基于MXene的导电有机硅弹性体及其制备方法与应用.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113462169A(43)申请公布日2021.10.01(21)申请号202110840010.6C08G77/392(2006.01)(22)申请日2021.07.24(71)申请人青岛科技大学地址266042山东省青岛市市北区郑州路53号(72)发明人刘月涛王哲张德金张凯铭高传慧武玉民(74)专利代理机构济南金迪知识产权代理有限公司37219代理人杨磊(51)Int.Cl.C08L83/08(2006.01)C08K9/04(2006.01)C08K7/00(2006.01)C08K3/14(2006.01)权利要求书2页说明书8页附图6页(54)发明名称一种基于MXene的导电有机硅弹性体及其制备方法与应用(57)摘要本发明涉及一种基于MXene的导电有机硅弹性体及其制备方法与应用，通过氨基与羧基的脱水反应和氨基与异氰酸酯的加成反应，在含氨基功能化的聚硅氧烷衍生物A中引入了二硫键和多重氢键得到含二硫键和多重氢键的聚硅氧烷衍生物C；通过酯化反应采用含羧基的瓜氨酸D对MXenesE进行改性，得到含酰胺键的改性MXenesF，将含二硫键和多重氢键的聚硅氧烷衍生物C和含酰胺键的改性MXenesF进行复合，获得基于MXene的导电有机硅弹性体。其具有高效的室温自愈能力、出色的力学性能、优秀的导电能力和敏感的传感能力。可应用于柔性传感、电子皮肤、可穿戴电子产品和软体机器人中的应用。CN113462169ACN113462169A权利要求书1/2页1.一种基于MXene的导电有机硅弹性体的制备方法，其特征在于，包括：采用含异氰酸酯基的UPy‑NCO以及含有羧基和二硫键单体衍生物B对含氨基功能化的聚硅氧烷衍生物A进行改性，得到含二硫键和多重氢键的聚硅氧烷衍生物C；采用含羧基的瓜氨酸D对MXenesE进行改性，得到含酰胺键的改性MXenesF；将所述含二硫键和多重氢键的聚硅氧烷衍生物C与含酰胺键的改性MXenesF复合，得到柔MXene的导电有机硅弹性体。2.根据权利要求1所述的基于MXene的导电有机硅弹性体的制备方法，其特征在于，所述的含异氰酸酯基的UPy‑NCO，具有如下结构：优选的，所述的含异氰酸酯基的UPy‑NCO是采用2‑氨基‑4‑羟基‑6‑甲基嘧啶和六亚甲基二异氰酸酯反应得到。3.根据权利要求1所述的基于MXene的导电有机硅弹性体的制备方法，其特征在于，所述含有二硫键的羧酸类衍生物B的结构单元通式如下：其中，R3为—(CH2)z—或—(C6H6)z—，z为自然数；优选的，含有二硫键的羧酸类衍生物B为：2,2′‑二硫代二苯甲酸：或2,2′‑二硫代二丙酸：4.根据权利要求1所述的基于MXene的导电有机硅弹性体的制备方法，其特征在于，所述含氨基功能化的聚硅氧烷衍生物A为支链型聚二甲基氨基硅氧烷或支链型聚甲基氨基硅氧烷中的至少一种；优选的，所述含氨基功能化的聚硅氧烷衍生物A的分子量为1000～30000；优选的，所述氨基功能化的聚硅氧烷A的结构单元通式如下：其中，a和b为大于零的自然数；R1通常为甲基、苯基或者三氟丙基；R2的结构式为y＝0～10。2CN113462169A权利要求书2/2页5.根据权利要求1所述的基于MXene的导电有机硅弹性体的制备方法，其特征在于，所述含有多重可逆键的聚硅氧烷衍生物C的通式如下：其中，m和n为大于零的自然数；R1通常为甲基、苯基或者三氟丙基；R2的结构式为y＝0～10；R3为—(CH2)z—或—(C6H6)z—，z为自然数。6.根据权利要求1所述的基于MXene的导电有机硅弹性体的制备方法，其特征在于，UPy‑NCO和氨基功能化的聚硅氧烷A的反应温度为50℃～70℃下反应12～24h；优选的，加入含有二硫键的羧酸类衍生物B后的反应温度为50℃～70℃，反应6～12h；优选的，MXenesE与小分子L‑瓜氨酸D的反应温度为90～120℃，时间为3～24h。7.根据权利要求1所述的基于MXene的导电有机硅弹性体的制备方法，其特征在于，以含氨基功能化的聚硅氧烷衍生物A、UPy‑NCO和含有二硫键的羧酸类衍生物B组成反应体系，UPy‑NCO的用量为体系总质量的1％～2％，含有二硫键的羧酸类衍生物B的用量为体系总质量的7％～8％；优选的，以含氨基功能化的聚硅氧烷衍生物A、UPy‑NCO和含有二硫键的羧酸类衍生物B组成反应体系，反应体系中羧基与异氰酸酯基的摩尔含量比为1：(0.05‑0.5)。8.根据权利要求1所述的基于MXene的导电有机硅弹性体的制备方法，其特征在于，以反应体系总质量计，改性MXenesF的用量在6wt％～12wt％。9.权利要求1‑8任一项所述方法制备得到的基于MXene的导电有机硅弹性体；优选的，基