CN110157013A - 一种高拉伸性聚苯胺基柔性导电水凝胶的制备方法 - Google Patents

一种高拉伸性聚苯胺基柔性导电水凝胶的制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN110157013A
CN110157013A CN201910460910.0A CN201910460910A CN110157013A CN 110157013 A CN110157013 A CN 110157013A CN 201910460910 A CN201910460910 A CN 201910460910A CN 110157013 A CN110157013 A CN 110157013A
Authority
CN
China
Prior art keywords
solution
polyaniline
compliant conductive
hydrogel
conductive hydrogel
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201910460910.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110157013B (zh
Inventor
李晓
陈立樟
张卫英
董岳峰
欧阳万军
英晓光
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fuzhou University
Original Assignee
Fuzhou University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fuzhou University filed Critical Fuzhou University
Priority to CN201910460910.0A priority Critical patent/CN110157013B/zh
Publication of CN110157013A publication Critical patent/CN110157013A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110157013B publication Critical patent/CN110157013B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F220/00—Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical or a salt, anhydride ester, amide, imide or nitrile thereof
    • C08F220/02—Monocarboxylic acids having less than ten carbon atoms; Derivatives thereof
    • C08F220/04—Acids; Metal salts or ammonium salts thereof
    • C08F220/06—Acrylic acid; Methacrylic acid; Metal salts or ammonium salts thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G73/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing nitrogen with or without oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule, not provided for in groups C08G12/00 - C08G71/00
    • C08G73/02—Polyamines
    • C08G73/026—Wholly aromatic polyamines
    • C08G73/0266—Polyanilines or derivatives thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J3/00—Processes of treating or compounding macromolecular substances
    • C08J3/02—Making solutions, dispersions, lattices or gels by other methods than by solution, emulsion or suspension polymerisation techniques
    • C08J3/03—Making solutions, dispersions, lattices or gels by other methods than by solution, emulsion or suspension polymerisation techniques in aqueous media
    • C08J3/075—Macromolecular gels
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J9/00—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
    • C08J9/28—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof by elimination of a liquid phase from a macromolecular composition or article, e.g. drying of coagulum
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2333/00—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides, or nitriles thereof; Derivatives of such polymers
    • C08J2333/02—Homopolymers or copolymers of acids; Metal or ammonium salts thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2379/00—Characterised by the use of macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing nitrogen with or without oxygen, or carbon only, not provided for in groups C08J2361/00 - C08J2377/00
    • C08J2379/02—Polyamines
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2433/00—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides, or nitriles thereof; Derivatives of such polymers
    • C08J2433/02—Homopolymers or copolymers of acids; Metal or ammonium salts thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2479/00—Characterised by the use of macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing nitrogen with or without oxygen, or carbon only, not provided for in groups C08J2461/00 - C08J2477/00
    • C08J2479/02—Polyamines

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Macromolecular Compounds Obtained By Forming Nitrogen-Containing Linkages In General (AREA)

Abstract

本发明属于柔性电子材料领域，具体涉及一种高拉伸性聚苯胺基柔性导电水凝胶的制备方法。制备过程包括：首先，用丙烯酰胺与适宜中和度的丙烯酸作为单体，添加过硫酸铵和N,N'‑亚甲基双丙烯酰胺，合成聚（丙烯酰胺‑co‑丙烯酸钠）共聚物水凝胶（ASH），然后通过溶胀‑冻融处理制备多孔ASH，再浸泡苯胺单体，进而通过原位聚合制得。本发明的柔性导电水凝胶制备过程简单、易操作，在不向水凝胶介质引入模板剂的前提下解决了苯胺渗透性的问题，而且利用水凝胶的pH响应性，极大地提高了产品的电化学性能。本发明的柔性导电水凝胶具有优良的导电与电化学性能，同时表现出优异的拉伸性能，可广泛应用于可穿戴柔性电子器件的制作。

Description

一种高拉伸性聚苯胺基柔性导电水凝胶的制备方法
技术领域
本发明属于柔性电子材料领域，涉及导电功能高分子水凝胶，更具体涉及一种高拉伸性聚苯胺基柔性导电水凝胶的制备方法。
背景技术
随着替代传统化石燃料的新能源的发展和可穿戴技术的兴起，开发新型、高效的柔性储能电子器件成为当下研究的热点。导电材料往往决定了整个电子器件的性能，普遍使用的导电材料包括导电聚合物、碳材料、金属氧化物等。导电聚合物具有电导率较高、加工性能好、电容量大等优点，已被广泛应用于电池、超级电容器、传感器的制备。但是，导电聚合物（如聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩等）通常由刚性分子链组成，不具有柔性，制约了其在柔性电子器件上的运用。
将导电聚合物与柔性水凝胶结合形成导电聚合物水凝胶，可以弥补导电聚合物柔性差的缺陷。一方面，水凝胶是由许多带有亲水基团的高分子链相互缠绕、交联而形成具有连续三维网络结构的聚合物，具有优良的柔性与机械性能；另一方面，水凝胶中的水相环境有利于电荷的传输，促进导电聚合物在分子水平上进行电化学过程。但是，这种方法往往需要添加模板剂，通过构造微观结构来解决苯胺的渗透问题，或者使用高浓度的苯胺进行原位聚合。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种新颖的方法制备柔性导电聚合物水凝胶，在低苯胺浓度水平上合成出同时具有优良的电化学性能和拉伸性能的柔性导电水凝胶。本发明先制备聚（丙烯酰胺-co-丙烯酸钠）共聚物水凝胶（ASH），然后采用溶胀-冻融的方式，合成聚苯胺/聚（丙烯酰胺-co-丙烯酸钠）水凝胶。冻融使ASH溶胀过程中吸收的水结晶并融化，从而产生天然的孔结构，促进苯胺的渗透及其在水凝胶中的均匀分布；丙烯酰胺与丙烯酸钠的共聚物水凝胶具有pH响应性，本发明的聚合反应环境为酸性，多孔共聚物水凝胶在聚合过程中体积会不断收缩变小，这种“收缩”现象使水凝胶内部的聚苯胺变得更致密。二者的协同作用使得聚苯胺与水凝胶骨架高效复合，保证导电水凝胶兼具优良的电化学性能与拉伸性能。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案是：
一种高拉伸性聚苯胺基柔性导电水凝胶的制备方法，包括以下步骤：
（1）制备聚（丙烯酰胺-co-丙烯酸钠）共聚物水凝胶（ASH）；
（2）将ASH进行溶胀-冻融处理，制得多孔共聚物水凝胶；
（3）将多孔共聚物水凝胶置于盐酸苯胺溶液中浸泡；
（4）往上述溶液中加入过硫酸铵和植酸的混合溶液，聚合反应48h，将反应产物用去离子水洗涤，得到高拉伸性聚苯胺基柔性导电水凝胶。
步骤（1）中，所述柔性共聚水凝胶的制备方法如下：将2.7g NaOH固体溶于20ml去离子水，然后在冰水浴下缓慢加入10g丙烯酸，配制50mol%中和度的丙烯酸水溶液；取2~4ml上述溶液，与0.5~1.5g丙烯酰胺、2ml去离子水混合，搅拌至溶液澄清；再依次加入1ml 1wt%过硫酸铵溶液、100~400μl 1wt% N,N'-亚甲基双丙烯酰胺溶液，搅拌至溶液澄清；将混合溶液倒入塑料软管中，密封，60℃下静置反应4h制得ASH。
步骤（2）中，先将ASH放入大量去离子水中溶胀48h，然后置于-18℃下冷冻12h，再在室温下融化4h，得到多孔共聚物水凝胶。
步骤（3）中，将多孔共聚物水凝胶置于30ml 0.05~0.3mol/L 盐酸苯胺溶液（盐酸与苯胺的摩尔比为1：1）中，先在真空环境下存放3h，之后置于0℃环境下备用。
步骤（4）中，将0.228~1.369g过硫酸铵和256μl 70wt%植酸加入1~4ml去离子水混合，冷却至0℃，之后迅速与步骤（3）中的溶液混合，后静置，进行聚合反应。48h后将产物用纯水洗涤，得到高拉伸性聚苯胺基柔性导电水凝胶。
本发明采用以上技术方案，将柔性水凝胶基底与聚苯胺刚性分子链有机复合，通过“冻融”、“收缩”一系列的操作使得聚苯胺与水凝胶骨架高效地复合，表现出优异的电化学与力学性能。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
（1）本发明采用溶胀-冻融的方式，使ASH水凝胶通过溶胀、结晶、融化，产生天然的孔结构，有效促进了苯胺的渗透及在水凝胶中的均匀分布，实现了低苯胺浓度水平上原位聚合。
（2）本发明利用多孔型聚（丙烯酰胺-co-丙烯酸钠）共聚物水凝胶溶胀后在酸性环境下收缩的pH响应特性，在苯胺聚合过程中，通过逐步收缩使得聚苯胺与水凝胶骨架致密贴合，增强了电化学性能和拉伸性能。
（3）本发明简化了引入与去除额外模板物的繁琐步骤，明显优于使用模板剂制孔的传统方式。
（4）本发明的聚苯胺基柔性导电水凝胶制备过程简单、易操作，在不向水凝胶介质引入模板剂的前提下解决了苯胺渗透性的问题，而且利用水凝胶的pH响应性，极大地提高了产品的电化学性能。本发明的柔性导电水凝胶具有优良的导电与电化学性能，同时表现出优异的拉伸性能，可广泛应用于可穿戴柔性电子器件的制作。
附图说明
图1为实施例1所制得的聚苯胺导电水凝胶使LED发光的图片；
图2为实施例1所制得的聚苯胺导电水凝胶的拉伸力学性能图；
图3为实施例1与对比例1所制得的聚苯胺导电水凝胶的恒电流充放电曲线对比图及各自对应的比电容；
图4为实施例1所制得的多孔共聚水凝胶的扫描电镜图。
具体实施方式
为了使本发明所述的内容更加便于理解，以下实施例将对本发明做进一步说明，但本发明的保护范围并不仅限于这些实施例。
实施例1
（1）将2.7g NaOH固体溶于20ml去离子水，然后在冰水浴下缓慢加入10g丙烯酸，配制50mol%中和度的丙烯酸水溶液；取3ml上述溶液，与1g丙烯酰胺、2ml去离子水混合，搅拌至溶液澄清；再依次加入1ml 1wt% 过硫酸铵溶液、100μl 1wt% N,N'-亚甲基双丙烯酰胺溶液，搅拌至溶液澄清；将混合溶液倒入塑料软管中，密封，60℃下反应4h制得ASH。
（2）将步骤（1）中制备的ASH先放入大量去离子水中溶胀48h，然后置于-18℃下冷冻12h，再在室温下融化4h，得到多孔共聚物水凝胶。
（3）将步骤（2）中制备的多孔共聚物水凝胶置于30ml 0.1mol/l 盐酸苯胺溶液中，先在真空环境下存放3h，之后置于0℃环境下备用。
（4）将0.457g过硫酸铵和256μl 70wt%植酸加入2ml去离子水混合，冷却至0℃，之后迅速与步骤（3）中的溶液混合，后静置，进行聚合反应。48h后，将产物用去离子水洗涤，得到高拉伸性聚苯胺基柔性导电水凝胶。
该高拉伸性聚苯胺基柔性导电水凝胶的电导率达到4.05 S/m，可以使LED发光（附图1）。该柔性导电水凝胶的拉伸强度为0.12MPa，断裂伸长率高达1245%，显示出优越的柔性（附图2）。电流密度为2 mA·cm-2时，该柔性导电水凝胶的面积比电容为536 mF·cm-2（附图3），而且1000次充放电循环后能维持89%电容量。这些表明该高拉伸性聚苯胺基柔性导电水凝胶具有优良的导电性能与电化学性能，同时表现出优异的拉伸性能，可应用于可穿戴柔性电子器件的制作。
对比例1
（1）将2.7g NaOH固体溶于20ml去离子水，然后在冰水浴下缓慢加入10g丙烯酸，配制50mol%中和度的丙烯酸水溶液；取3ml上述溶液，与1g丙烯酰胺、2ml去离子水混合，搅拌至溶液澄清；再依次加入1ml 1wt% 过硫酸铵溶液、100μl 1wt% N,N'-亚甲基双丙烯酰胺溶液，搅拌至溶液澄清；将混合溶液倒入塑料软管中，密封，60℃下反应4h制得ASH。
（2）将步骤（1）中制备的共聚水凝胶置于30ml 0.1mol/l 盐酸苯胺溶液中存放3h，之后放置于0℃环境下备用。
（3）将0.457g过硫酸铵和256μl 70wt%植酸加入2ml去离子水混合，冷却至0℃，之后迅速与步骤（2）中的溶液混合，进行聚合反应。48h之后，取出产物，用大量去离子水洗涤，得到柔性聚苯胺导电水凝胶。
该导电水凝胶的电导率为2.61 S/m，电流密度为2 mA·cm-2时的面积比电容为127mF·cm-2，1000次恒电流充放电循环后能维持70%电容量。
相对于实施例1而言，对比例1使用的ASH未进行溶胀-冻融处理。从恒电流充放电曲线的对比图可以看出，实施例1的比电容536 mF·cm-2远大于对比例1的比电容（附图3）。这归因于溶胀-冻融过程形成了天然的孔结构（附图4），有效促进了苯胺的渗透及在水凝胶中的均匀分布；同时在苯胺的聚合过程中，水凝胶的收缩让聚苯胺与水凝胶骨架贴合更加紧密，基团间作用力更强，从而表现出优异的力学与电化学性能。
实施例2
（1）将2.7g NaOH固体溶于20ml去离子水，然后在冰水浴下缓慢加入10g丙烯酸，配制50mol%中和度的丙烯酸水溶液；取3ml上述溶液，与1.3g丙烯酰胺、2ml去离子水混合，搅拌至溶液澄清；再依次加入1ml 1wt% 过硫酸铵溶液、200μl 1wt% N,N'-亚甲基双丙烯酰胺溶液，搅拌至溶液澄清；将混合溶液倒入塑料软管中，密封，60℃下反应4h制得ASH。
（2）将步骤（1）中制备的ASH先放入大量去离子水中溶胀48h，然后置于-18℃下冷冻12h，再在室温下融化4h，得到多孔共聚物水凝胶。
（3）将步骤（2）中制备的多孔共聚物水凝胶置于30ml 0.1mol/l 盐酸苯胺溶液中，先在真空环境下存放3h，之后置于0℃环境下备用。
（4）将0.457g过硫酸铵和256μl 70wt%植酸加入2ml去离子水混合，冷却至0℃，之后迅速与步骤（3）中的溶液混合，进行聚合反应。48h后，将产物用去离子水洗涤，得到高拉伸性聚苯胺基柔性导电水凝胶。
实施例3
（1）将2.7g NaOH固体溶于20ml去离子水，然后在冰水浴下缓慢加入10g丙烯酸，配制50mol%中和度的丙烯酸水溶液；取3ml上述溶液，与1g丙烯酰胺、2ml去离子水混合，搅拌至溶液澄清；再依次加入1ml 1wt% 过硫酸铵溶液、300μl 1wt% N,N'-亚甲基双丙烯酰胺溶液，搅拌至溶液澄清；将混合溶液倒入塑料软管中，密封，60℃下反应4h制得ASH。
（2）将步骤（1）中制备的ASH先放入大量去离子水中溶胀48h，然后置于-18℃下冷冻12h，再在室温下融化4h，得到多孔共聚物水凝胶。
（3）将步骤（2）中制备的多孔共聚物水凝胶置于30ml 0.2mol/l 盐酸苯胺溶液中，先在真空环境下存放3h，之后置于0℃环境下备用。
（4）将0.913g过硫酸铵和256μl 70wt%植酸加入3ml去离子水混合，冷却至0℃，之后迅速与步骤（3）中的溶液混合，进行聚合反应。48h后，将产物用去离子水洗涤，得到高拉伸性聚苯胺基柔性导电水凝胶。
实施例4
（1）将2.7g NaOH固体溶于20ml去离子水，然后在冰水浴下缓慢加入10g丙烯酸，配制50mol%中和度的丙烯酸水溶液；取4ml上述溶液，与0.5g丙烯酰胺、2ml去离子水混合，搅拌至溶液澄清；再依次加入1ml 1wt% 过硫酸铵溶液、400μl 1wt% N,N'-亚甲基双丙烯酰胺溶液，搅拌至溶液澄清；将混合溶液倒入塑料软管中，密封，60℃下反应4h制得ASH。
（2）将步骤（1）中制备的ASH先放入大量去离子水中溶胀48h，然后置于-18℃下冷冻12h，再在室温下融化4h，得到多孔共聚物水凝胶。
（3）将步骤（2）中制备的多孔共聚物水凝胶置于30ml 0.05mol/l 盐酸苯胺溶液中，先在真空环境下存放3h，之后置于0℃环境下备用。
（4）将0.228g过硫酸铵和256μl 70wt%植酸加入1ml去离子水混合，冷却至0℃，之后迅速与步骤（3）中的溶液混合，进行聚合反应。48h后，将产物用去离子水洗涤，得到高拉伸性聚苯胺基柔性导电水凝胶。
实施例5
（1）将2.7g NaOH固体溶于20ml去离子水，然后在冰水浴下缓慢加入10g丙烯酸，配制50mol%中和度的丙烯酸水溶液；取2ml上述溶液，与1.5g丙烯酰胺、2ml去离子水混合，搅拌至溶液澄清；再依次加入1ml 1wt% 过硫酸铵溶液、100μl 1wt% N,N'-亚甲基双丙烯酰胺溶液，搅拌至溶液澄清；将混合溶液倒入塑料软管中，密封，60℃下反应4h制得ASH。
（2）将步骤（1）中制备的ASH先放入大量去离子水中溶胀48h，然后置于-18℃下冷冻12h，再在室温下融化4h，得到多孔共聚物水凝胶。
（3）将步骤（2）中制备的多孔共聚物水凝胶置于30ml 0.3mol/l 盐酸苯胺溶液中，先在真空环境下存放3h，之后置于0℃环境下备用。
（4）将1.369g过硫酸铵和256μl 70wt%植酸加入4ml去离子水混合，冷却至0℃，之后迅速与步骤（3）中的溶液混合，进行聚合反应。48h后，将产物用去离子水洗涤，得到高拉伸性聚苯胺基柔性导电水凝胶。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (7)

1.一种高拉伸性聚苯胺基柔性导电水凝胶的制备方法，其特征在于：其包括以下步骤：
（1）制备聚（丙烯酰胺-co-丙烯酸钠）共聚物水凝胶ASH；
（2）将ASH进行溶胀-冻融处理，制得多孔共聚物水凝胶；
（3）将多孔共聚物水凝胶置于盐酸苯胺溶液中浸泡；
（4）往上述溶液中加入过硫酸铵和植酸的混合溶液，聚合反应48h，将反应产物用去离子水洗涤，得到高拉伸性聚苯胺基柔性导电水凝胶。
2.根据权利要求1所述的一种高拉伸性聚苯胺基柔性导电水凝胶的制备方法，其特征在于：步骤（1）中，所述ASH的制备方法如下：将2.7g NaOH固体溶于20ml去离子水，然后在冰水浴下缓慢加入10g丙烯酸，配制50mol%中和度的丙烯酸水溶液；取2~4ml上述溶液，与0.5~1.5g丙烯酰胺、2ml去离子水混合，搅拌至溶液澄清；再依次加入1ml 1wt% 过硫酸铵溶液、100~400μl 1wt% N,N'-亚甲基双丙烯酰胺溶液，搅拌至溶液澄清；将混合溶液倒入塑料软管中，密封，交联反应制得ASH。
3.根据权利要求2所述的一种高拉伸性聚苯胺基柔性导电水凝胶的制备方法，其特征在于：所述交联反应具体为：60℃下反应4h制得ASH。
4.根据权利要求1所述的一种高拉伸性聚苯胺基柔性导电水凝胶的制备方法，其特征在于：步骤（2）中，所述溶胀-冻融处理方法如下：先将ASH放入大量去离子水中溶胀48h，然后置于-18℃下冷冻12h，再在室温下融化4h，得到多孔共聚物水凝胶。
5.根据权利要求1所述的一种高拉伸性聚苯胺基柔性导电水凝胶的制备方法，其特征在于：步骤（3）中，将多孔共聚物水凝胶置于30ml 0.05~0.3mol/l 盐酸苯胺溶液中，先在真空环境下存放3h，之后置于0℃环境下备用。
6.根据权利要求1所述的一种高拉伸性聚苯胺基柔性导电水凝胶的制备方法，其特征在于：步骤（4）中，将0.228~1.369g过硫酸铵和256μl 70wt%植酸加入1~4ml去离子水混合，冷却至0℃，之后迅速与步骤（3）中的溶液混合，后静置，进行聚合反应；48h后将产物用纯水洗涤，得到高拉伸性聚苯胺基柔性导电水凝胶。
7.根据权利要求1-6所述制备方法得到一种高拉伸性聚苯胺基柔性导电水凝胶。
CN201910460910.0A 2019-05-30 2019-05-30 一种高拉伸性聚苯胺基柔性导电水凝胶的制备方法 Active CN110157013B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910460910.0A CN110157013B (zh) 2019-05-30 2019-05-30 一种高拉伸性聚苯胺基柔性导电水凝胶的制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910460910.0A CN110157013B (zh) 2019-05-30 2019-05-30 一种高拉伸性聚苯胺基柔性导电水凝胶的制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110157013A true CN110157013A (zh) 2019-08-23
CN110157013B CN110157013B (zh) 2021-07-27

Family

ID=67630007

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910460910.0A Active CN110157013B (zh) 2019-05-30 2019-05-30 一种高拉伸性聚苯胺基柔性导电水凝胶的制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110157013B (zh)

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111004400A (zh) * 2019-11-01 2020-04-14 浙江大学 一种导电聚合物网络结构可调节的碱溶壳聚糖-聚丙烯酰胺-聚苯胺导电水凝胶材料
CN111403182A (zh) * 2020-04-08 2020-07-10 福州大学 一种氧化石墨烯杂化聚苯胺基柔性电极材料及其制备方法和应用
CN111471129A (zh) * 2019-10-15 2020-07-31 中山大学 一种组合物、制备方法及其在催化剂载体中的应用
CN112745446A (zh) * 2020-12-23 2021-05-04 华南理工大学 一种高机械强度透明导电弹性体及其制备方法与应用
CN113336971A (zh) * 2021-06-11 2021-09-03 东华大学 一种纳米结构聚苯胺复合水凝胶及其制备方法及应用
CN113730647A (zh) * 2021-09-03 2021-12-03 四川大学 一种柔性导电抗菌材料及其制备方法
CN113861450A (zh) * 2021-10-09 2021-12-31 武夷学院 一种聚丙烯酰胺/壳聚糖接枝聚噻吩互穿网络水凝胶制备方法
WO2022077064A1 (en) * 2020-10-14 2022-04-21 Fortescue Future Industries Pty Ltd Membrane for hydrogen generation and method of forming same
CN114573835A (zh) * 2022-03-03 2022-06-03 中国地质大学（北京） 一种具有压电活性聚丙烯酰胺复合水凝胶及其制备方法和应用
CN115477767A (zh) * 2022-10-17 2022-12-16 四川大学 一种导电聚合物水凝胶及其制备方法和应用
CN115746360A (zh) * 2022-11-24 2023-03-07 无锡学院 一种间隙可调的柔性表面增强拉曼散射基底及其制备方法和应用

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014022749A8 (en) * 2012-08-02 2014-11-06 President And Fellows Of Harvard College Porous electrolytic polymer cryogels for enhanced electrical collapsibility
CN106832348A (zh) * 2017-03-28 2017-06-13 江南大学 一种柔性聚苯胺基导电复合水凝胶材料的制备方法
CN106866994A (zh) * 2017-02-27 2017-06-20 江南大学 一种聚苯胺基自修复导电水凝胶的制备方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014022749A8 (en) * 2012-08-02 2014-11-06 President And Fellows Of Harvard College Porous electrolytic polymer cryogels for enhanced electrical collapsibility
CN106866994A (zh) * 2017-02-27 2017-06-20 江南大学 一种聚苯胺基自修复导电水凝胶的制备方法
CN106832348A (zh) * 2017-03-28 2017-06-13 江南大学 一种柔性聚苯胺基导电复合水凝胶材料的制备方法

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ERI UMEBAYASHI1，ET AL: "Rapid Shrinking of Porous Hydrogel Prepared by Ice Templating", 《ADVANCES IN SCIENCE AND TECHNOLOGY》 *
GU ZHANDONG，ET AL: "Macroporous Conductive Hydrogels with Fatigue Resistance as Strain Sensor for Human Motion Monitoring", 《MACROMOLECULAR MATERIALS AND ENGINEERING》 *
REETU PRABHAKAR,ET AL: "Investigation on Poly(acrylate-co-acrylamide)/polyaniline Conducting Hydrogel", 《AMERICAN JOURNAL OF POLYMER SCIENCE & ENGINEERING》 *

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111471129A (zh) * 2019-10-15 2020-07-31 中山大学 一种组合物、制备方法及其在催化剂载体中的应用
CN111004400B (zh) * 2019-11-01 2021-04-06 浙江大学 一种导电聚合物网络结构可调节的碱溶壳聚糖-聚丙烯酰胺-聚苯胺导电水凝胶材料
CN111004400A (zh) * 2019-11-01 2020-04-14 浙江大学 一种导电聚合物网络结构可调节的碱溶壳聚糖-聚丙烯酰胺-聚苯胺导电水凝胶材料
CN111403182A (zh) * 2020-04-08 2020-07-10 福州大学 一种氧化石墨烯杂化聚苯胺基柔性电极材料及其制备方法和应用
WO2022077064A1 (en) * 2020-10-14 2022-04-21 Fortescue Future Industries Pty Ltd Membrane for hydrogen generation and method of forming same
CN112745446A (zh) * 2020-12-23 2021-05-04 华南理工大学 一种高机械强度透明导电弹性体及其制备方法与应用
CN113336971A (zh) * 2021-06-11 2021-09-03 东华大学 一种纳米结构聚苯胺复合水凝胶及其制备方法及应用
CN113730647A (zh) * 2021-09-03 2021-12-03 四川大学 一种柔性导电抗菌材料及其制备方法
CN113861450A (zh) * 2021-10-09 2021-12-31 武夷学院 一种聚丙烯酰胺/壳聚糖接枝聚噻吩互穿网络水凝胶制备方法
CN114573835A (zh) * 2022-03-03 2022-06-03 中国地质大学（北京） 一种具有压电活性聚丙烯酰胺复合水凝胶及其制备方法和应用
CN115477767A (zh) * 2022-10-17 2022-12-16 四川大学 一种导电聚合物水凝胶及其制备方法和应用
CN115477767B (zh) * 2022-10-17 2024-03-29 四川大学 一种导电聚合物水凝胶及其制备方法和应用
CN115746360A (zh) * 2022-11-24 2023-03-07 无锡学院 一种间隙可调的柔性表面增强拉曼散射基底及其制备方法和应用
CN115746360B (zh) * 2022-11-24 2023-12-12 无锡学院 一种间隙可调的柔性表面增强拉曼散射基底及其制备方法和应用

Also Published As

Publication number Publication date
CN110157013B (zh) 2021-07-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110157013A (zh) 一种高拉伸性聚苯胺基柔性导电水凝胶的制备方法
CN109320673B (zh) 一种自修复柔性水凝胶电敏材料及其制备方法和应用
CN109796716B (zh) 一种可自修复的聚合物电解质及其制备方法和应用
CN110085925B (zh) 一种水系锌离子电池电解质膜及其制备和应用方法
CN109942747A (zh) 一种柔性导电水凝胶及其制备方法
CN106866994A (zh) 一种聚苯胺基自修复导电水凝胶的制备方法
CN107903406A (zh) 一种高强度自修复三网络水凝胶的制备方法
CN110265232B (zh) 一种可自愈水凝胶电解质薄膜及其制备方法和应用
CN109897316B (zh) 一种聚苯胺/聚乙烯醇复合导电凝胶的制备方法
CN103413974B (zh) 一种锂离子电池凝胶聚合物电解质的制备方法
Wang et al. Stretchable fluoroelastomer quasi-solid-state organic electrolyte for high-performance asymmetric flexible supercapacitors
CN104497229A (zh) 一种可拉伸柔性超级电容器及其制备方法
Ma et al. Compliant gel polymer electrolyte based on poly (methyl acrylate-co-acrylonitrile)/poly (vinyl alcohol) for flexible lithium-ion batteries
CN110767470B (zh) 一种基于抗冻水凝胶电解质的超级电容器及其制备方法
CN110408053A (zh) 一种高强韧抗冻耐热聚丙烯酰胺有机水凝胶及其制备方法
CN113851739B (zh) 一种抗冻锌基电池用凝胶电解质的制备及应用
CN106866995A (zh) 一种pnaga/pani自修复导电水凝胶的制备方法
CN113337059A (zh) 一种可拉伸自愈合导电聚合物水凝胶、制备方法及其应用
CN111995770A (zh) 一种物理联合网络水凝胶的制备方法
CN101381429B (zh) 自支撑的锂离子电池凝胶聚合物电解质、其专用聚合物及其制备方法和应用
CN111763334A (zh) 双网络导电水凝胶的制备及其在应变传感器中的应用
CN113683788A (zh) 可拉伸、可压缩、抗冻有机水凝胶电解质、制备方法及应用
CN108538633A (zh) 一种新型超级电容器用高电导率聚合离子液体电解质
CN104558390A (zh) 凝胶聚合物电解质用聚合物及其制备方法和凝胶聚合物电解质及其制备方法
CN113611545B (zh) 可拉伸、可压缩、抗冻有机水凝胶电解质基超级电容器及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant