丙烯酰胺透明导电凝胶的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种丙烯酰胺透明导电凝胶的制备方法，包括以下步骤：将丙烯酰胺溶解在去离子水中，搅拌至所述丙烯酰胺完全溶解，得到第一溶液；将醋酸锂、过硫酸铵、N，N'‑亚甲基双丙烯酰胺、四甲基乙二胺依次加入至所述第一溶液中，搅拌均匀，得到第二溶液；将所述第二溶液倒入模板内，然后放入烘箱中烘制，获得丙烯酰胺透明导电凝胶。本发明专利技术操作简便，制备的丙烯酰胺水凝胶拉伸性好，透明性好，通过其制成的传感器灵敏度高，解决了许多传统方法制备工序复杂，耗时长，不透明，导电性能差等问题。

Preparation of transparent conductive gel of Acrylamide

The invention discloses a preparation method of an acrylamide transparent conductive gel, which comprises the following steps: dissolving acrylamide in deionized water, stirring until the acrylamide is completely dissolved, and obtaining the first solution; successively adding lithium acetate, ammonium persulfate, N, N', methylene diacryl amide and four methyl ethylenediamine. In the first solution, the mixture is evenly stirred, and second solutions are obtained; the second solution is poured into the template and baked in the oven, and transparent conductive gel of acrylamide is obtained. The acrylamide hydrogel prepared by the method has the advantages of simple operation, good tensile property and transparency, and high sensitivity of the sensor made by the method, which solves the problems of complicated preparation procedure, long time-consuming, opaque and poor conductivity of many traditional methods.

【技术实现步骤摘要】
丙烯酰胺透明导电凝胶的制备方法
本专利技术涉及电子器件、传感器和医药卫生等
，具体涉及一种丙烯酰胺透明导电凝胶的制备方法。
技术介绍
水凝胶是一种具有三维交联网络结构，且在其结构中含有大量水的高分子湿软性材料，具有良好的水渗透性，生物相容及生物降解性。水凝胶分为天然水凝胶和合成水凝胶；根据其交联结构的不同，分为物理交联水凝胶和化学交联水凝胶。就目前来看，基于凝胶的传感器通常以金属纳米线水凝胶和离子型水凝胶为主。离子型水凝胶导电性和透明性好，是理想的传感器材料。离子型水凝胶大多数是以聚合物与金属离子相互作用形成凝胶。随着人们对环境保护、能源再生和循环利用等领域的高度重视，刺激相应型的离子型水凝胶越来越引起人们的关注。因此，针对上述情况，有必要提出进一步的解决方案。
技术实现思路
本专利技术目的是提供一种操作简便的丙烯酰胺透明导电凝胶的制备方法，解决了许多传统方法制备工序复杂，耗时长，不透明，导电性能差。本专利技术的技术方案是：一种丙烯酰胺透明导电凝胶的制备方法，该方法包括如下步骤：(1)将丙烯酰胺溶解在去离子水中，室温条件下以200-1000r/min的转速搅拌1-30min，至所述丙烯酰胺完全溶解，得到第一溶液；(2)将醋酸锂、过硫酸铵、N，N'-亚甲基双丙烯酰胺、四甲基乙二胺依次加入至所述第一溶液中，室温条件下以400-1000r/min的转速搅拌3-30min至溶液均匀，得到第二溶液；(3)将所述第二溶液倒入模板内，然后放入烘箱中烘制，直至所述第二溶液从液体状变为胶体状，获得丙烯酰胺透明导电凝胶。进一步的，步骤(1)中每50ml去离子水中溶解1-10g丙烯酰胺。进一步的，步骤(2)中每50ml第一溶液中溶解5-20g醋酸锂、0-1g过硫酸铵、0-1gN，N'-亚甲基双丙烯酰胺、0-50μL四甲基乙二胺。进一步的，步骤(3)中所述第二溶液倒入包覆有耐热温度大于150℃的密封袋的模板中。进一步的，步骤(3)中所述烘箱的温度设定为20-90℃，时间为10-50min。进一步的，步骤(3)中所述模板为4cm×8cm的长方形。本专利技术提供了一种丙烯酰胺透明导电凝胶的制备方法，有益效果为：1、操作简便，制得的丙烯酰胺水凝胶拉伸性能好，解决了许多传统方法制备工序复杂、耗时长、稳定性和拉伸性能差等问题；2、制得的丙烯酰胺水凝胶导电性好，透明性好；3、基于此丙烯酰胺水凝胶制得的传感器灵敏度高，水凝胶形变导致的水凝胶电阻变化迅速，可以应用在声传感器及生物医学方面，可用于检测人体小幅度运动。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中，图1为本专利技术的丙烯酰胺透明导电凝胶的制备方法的步骤示意图；图2为本专利技术所制得的丙烯酰胺透明导电凝胶所制成的传感器在人体膝盖弯曲与伸直时产生的电流变化图；图3为本专利技术所制得的丙烯酰胺透明导电凝胶所制成的传感器循环拉伸的稳定性测试图；图4为本专利技术所制得的丙烯酰胺透明导电凝胶所制成的传感器在骑单车膝盖运动时，对应的凝胶传感器电阻相对变化情况图。具体实施方式为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。请参阅图1，图1为本专利技术的丙烯酰胺透明导电凝胶的制备方法的步骤示意图。如图1所示，本专利技术提供一种丙烯酰胺透明导电凝胶的制备方法，包括以下步骤：步骤一：将丙烯酰胺溶解在去离子水中，搅拌至所述丙烯酰胺完全溶解，得到第一溶液；在一个实施例中，该步骤可以具体如下执行：称量1-10g丙烯酰胺，并将50ml去离子水倒入烧杯中，用磁力搅拌子持续搅拌的前提下，将丙烯酰胺缓缓倒入烧杯中，直至丙烯酰胺完全溶解，得到第一溶液。步骤二：将醋酸锂、过硫酸铵、N，N'-亚甲基双丙烯酰胺、四甲基乙二胺依次加入至所述第一溶液中，搅拌均匀，得到第二溶液；在一个实施例中，该步骤可以具体如下执行：将5-20g醋酸锂、0-1g过硫酸铵、0-1gN，N'-亚甲基双丙烯酰胺、0-50μL四甲基乙二胺依次加入第一溶液中，持续用磁力搅拌子搅拌3-30min至溶质全部溶解，形成第二溶液。步骤三：将所述第二溶液倒入模板内，然后放入烘箱中烘制，获得丙烯酰胺透明导电凝胶；在一个实施例中，该步骤可以具体如下执行：将所述第二溶液倒入4cm×8cm的长方形模板中，使用密封袋包封，放入20-90℃烘箱中，10-50min后取出，得到丙烯酰胺透明导电凝胶。在上述三个步骤后，完成制作丙烯酰胺透明导电凝胶。在这三个步骤后，还可以对结构进行测试。如图2所示，将丙烯酰胺水凝胶贴于膝盖处，随着膝盖的弯曲-伸直运动，检测到电流变化，说明丙烯酰胺水凝胶在外界施加拉伸力时具有稳定的导电性，外界拉伸力发生变化，丙烯酰胺水凝胶产生的电流也发生变化，且变化迅速。如图3所示，在经过1000秒的循环拉伸后，基于丙烯酰胺水凝胶制成的传感器的电阻变化率基本不变，说明水凝胶的导电性几乎没有受到循环拉伸外力的影响而降低，该专利技术制备的丙烯酰胺水凝胶拉伸性能好。如图4所示，将基于丙烯酰胺水凝胶制成的传感器贴于膝盖处，随着人体做骑车运动，传感器电阻发生变化，且反应迅速，说明基于本专利技术的丙烯酰胺水凝胶制成的传感器灵敏度高。为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和实施例进一步说明本专利技术的技术方案。但是本专利技术不限于所列出的实施例，还应包括在本专利技术所要求的权利范围内其他任何公知的改变。首先，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本专利技术至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。其次，本专利技术利用结构示意图等进行详细描述，在详述本专利技术实施例时，为便于说明，示意图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是实例，其在此不应限制本专利技术保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间。实施例1本实施案例按如下步骤展示一种丙烯酰胺透明导电凝胶的制备方法：步骤一：称量1g丙烯酰胺，并将50ml去离子水倒入烧杯中，用磁力搅拌子持续搅拌的前提下，将丙烯酰胺缓缓倒入烧杯中，直至丙烯酰胺完全溶解，形成第一溶液。步骤二：将5g醋酸锂、0.01g过硫酸铵、0.05gN，N'-亚甲基双丙烯酰胺、5μL四甲基乙二胺依次加入第一溶液中，持续用磁力搅拌子搅拌3min至溶质全部溶解，形成第二溶液。步骤三：将制得的第二溶液倒入4cm×8cm的长方形模板中，使用密封袋包封，放入90℃烘箱中，10分钟后取出，得到透明、导电的丙烯酰胺水凝胶。实施例2步骤一：称量4g丙烯酰胺，并将50ml去离子水倒入烧杯中，用磁力搅拌子持续搅拌的前提下，将丙烯酰胺缓缓倒入烧杯中，直至丙烯酰胺完全溶解，形成第一溶液。步骤二：将10g醋酸锂、0.5g过硫酸铵、0.05gN，N'-亚甲基双丙烯酰胺、30μL四甲基乙二胺依次加入第一溶液中，持续用磁力搅拌子搅拌6min至溶质全部溶解，形成第二溶液。步骤三：将制得的第二溶液倒入4cm×8cm的长方形模板中，使用密封袋本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.丙烯酰胺透明导电凝胶的制备方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：(1)将丙烯酰胺溶解在去离子水中，室温条件下以200‑1000r/min的转速搅拌1‑30min，至所述丙烯酰胺完全溶解，得到第一溶液；(2)将醋酸锂、过硫酸铵、N，N'‑亚甲基双丙烯酰胺、四甲基乙二胺依次加入至所述第一溶液中，室温条件下以400‑1000r/min的转速搅拌3‑30min至溶液均匀，得到第二溶液；(3)将所述第二溶液倒入模板内，然后放入烘箱中烘制，直至所述第二溶液从液体状变为胶体状，以获得丙烯酰胺透明导电凝胶。

【技术特征摘要】
1.丙烯酰胺透明导电凝胶的制备方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：(1)将丙烯酰胺溶解在去离子水中，室温条件下以200-1000r/min的转速搅拌1-30min，至所述丙烯酰胺完全溶解，得到第一溶液；(2)将醋酸锂、过硫酸铵、N，N'-亚甲基双丙烯酰胺、四甲基乙二胺依次加入至所述第一溶液中，室温条件下以400-1000r/min的转速搅拌3-30min至溶液均匀，得到第二溶液；(3)将所述第二溶液倒入模板内，然后放入烘箱中烘制，直至所述第二溶液从液体状变为胶体状，以获得丙烯酰胺透明导电凝胶。2.根据权利要求1所述的丙烯酰胺透明导电凝胶的制备方法，其特征在于：步骤(1)中每50ml去离子水中溶解1-...

【专利技术属性】
技术研发人员：赖跃坤，赵凯莹，朱天雪，黄剑莹，
申请(专利权)人：苏州大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32