一种聚吡咯导电水凝胶的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种聚吡咯导电水凝胶的制备方法，该方法包括以下步骤：A、将水凝胶置于浓度为50‑100mg/L的引发剂溶液中浸泡5‑12h，引发剂进入水凝胶的孔隙；所述的引发剂是过硫酸铵、过硫酸钾或过硫酸钠；B、将1‑2份体积的吡咯置于100份体积的有机溶剂中，搅拌得到吡咯的有机溶液；所述的有机溶剂为正己烷、环己烷、苯或石油醚；C、将A步浸泡过的水凝胶，置于吡咯的有机溶液中10～24h，有机溶液中的吡咯在水凝胶孔隙中的引发剂的引发下，进行界面聚合，得到聚吡咯导电水凝胶。该方法制得的聚吡咯导电水凝胶，其聚吡咯的分散性好，聚吡咯导电水凝胶的导电性能好，且其制品的合格率高，制备成本低。

【技术实现步骤摘要】
一种聚吡咯导电水凝胶的制备方法
本专利技术涉及涉及一种聚吡咯导电水凝胶的制备方法。
技术介绍
聚吡咯导电水凝胶，理论上拥有良好的导电性能、生物相容性和环境稳定性，可应用于储能设备、传感器和生物材料等领域。聚吡咯导电水凝胶是以聚吡咯类导电高分子作为导电载体，以水凝胶作为基材，通过物理共混或化学键结合等方法将两者进行复合而得。传统的机械共混法制备制备聚吡咯导电水凝胶因聚吡咯颗粒容易发生团聚沉降影响聚吡咯在水凝胶中的分散性，从而影响水凝胶的导电性能。为解决聚吡咯在凝胶中分散性问题，研究者们开始采用原位聚合法制备聚吡咯导电水凝胶。如Smirnove等先制备聚丙烯酸水凝胶，再将聚丙烯酸置于吡咯单体溶液中浸泡，然后转移至引发剂溶液中聚合，制备聚吡咯导电水凝胶(SmirnovMA,AoArovaNV,CmitrievIY,etal.EleBtroaBtivehyCrogelsAaseConpoly(aBryliBaBiC)anCpolypyrrole[J].PolymerSBienBe,2011,53(1):67-74.)Shi等采用原位聚合法制备纳米多孔纤维素和聚吡咯复合的导电水凝胶(ShiZ,GaoH,FengJ,etal.InSituSynthesisofRoAustBonCuBtiveBellulose/PolypyrroleBompositeAerogelsanCTheirPotentialAppliBationinNerveRegeneration[J].AngewanCteBhemieInternationalECition,2014,53(21):5380-5384.)，其中纳米多孔纤维素作为水凝胶基材，聚吡咯为导电载体。原位聚合解决了导电聚合物颗粒团聚沉降的问题；但是，在聚合过程中凝胶表面原位快速合成的大块导电聚合物经常会水凝胶表面微孔，导致后续聚合困难，导电聚合物在凝胶体系的分散问题仍不能得到很好的解决；制得的聚吡咯水凝胶的导电性能有待提高。
技术实现思路
本专利技术目的是提供一种聚吡咯导电水凝胶的制备方法，该方法制得的聚吡咯导电水凝胶，其聚吡咯的分散性好，聚吡咯导电水凝胶的导电性能好，且其制品的合格率高，制备成本低。本专利技术实现其专利技术目的所采用的技术方案是，一种聚吡咯导电水凝胶的制备方法，包括以下步骤：A、将水凝胶置于浓度为50-100mg/L的引发剂溶液中浸泡5-12h，引发剂进入水凝胶的孔隙；所述的引发剂是过硫酸铵、过硫酸钾或过硫酸钠；B、将1-2份体积的吡咯置于100份体积的有机溶剂中，搅拌得到吡咯的有机溶液；所述的有机溶剂为正己烷、环己烷、苯或石油醚；C、将A步浸泡过的水凝胶，置于吡咯的有机溶液中10-24h，有机溶液中的吡咯在水凝胶孔隙中的引发剂的引发下，进行界面聚合，得到聚吡咯导电水凝胶。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：一、水凝胶置于引发剂溶液中浸泡，引发剂进入水凝胶的孔隙，再将水凝胶置于吡咯的有机溶液中；有机溶液(油相)中的吡咯，在水凝胶孔隙(水相)中的引发剂的引发下，进行油-水界面聚合，也即吡咯被均匀分散在水凝胶的各个孔隙中进行聚合，避免了大颗粒聚吡咯(团聚沉降)的出现，也避免了聚吡咯堵塞水凝胶表面微孔，使得水凝胶内部孔隙的后续聚合反应不能顺利进行的现象；从而制得的聚吡咯导电水凝胶中聚吡咯分散性优良，导电性能好。二、在已制备的水凝胶基材中进行油-水界面聚合，避免了在水凝胶制备过程中同时进行吡咯聚合，导致的对水凝胶成胶性能的影响；提高了聚吡咯水凝胶制品的合格率，降低了其制备成本。进一步，本专利技术的水凝胶是聚丙烯酸水凝胶、聚丙烯酰胺水凝胶、海藻酸钠水凝胶、聚乙烯醇水凝胶、聚乙二醇水凝胶中的一种或两种以上的复合物。下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步的详细说明。附图说明图1为本专利技术实施例1的聚吡咯导电水凝胶(聚吡咯-聚丙烯酸水凝胶)的SEM图。图2为聚丙烯酸单组分水凝胶的SEM图。具体实施方式实施例1一种聚吡咯导电水凝胶的制备方法，包括以下步骤：A、将水凝胶置于浓度为50mg/L的引发剂溶液中浸泡10h，引发剂进入水凝胶的孔隙；所述的水凝胶是聚丙烯酸水凝胶，所述的引发剂是过硫酸铵；B、将1份体积的吡咯置于100份体积的有机溶剂中，搅拌得到吡咯的有机溶液；所述的有机溶剂为正己烷；C、将A步浸泡过的水凝胶，置于吡咯的有机溶液中12h，有机溶液中的吡咯在水凝胶孔隙中的引发剂的引发下，进行界面聚合，得到聚吡咯导电水凝胶。图1为本例制得的聚吡咯/聚丙烯酸水凝胶的SEM图。图2为聚丙烯酸单组分水凝胶的SEM图。图2示出，聚丙烯酸单组分水凝胶的孔隙中无小颗粒存在。而图1则示出，本例制备的聚吡咯导电水凝胶(聚吡咯/聚丙烯酸水凝胶)的孔隙中确实有聚吡咯小颗粒存在。而且颗粒尺寸均匀，凝胶经过经溶胀浸泡后聚吡咯仍未被洗涤出来，说明制备的聚吡咯导电水凝胶中的聚吡咯具有较好的稳定性。实施例2一种聚吡咯导电水凝胶的制备方法，包括以下步骤：A、将水凝胶置于浓度为100mg/L的引发剂溶液中浸泡5h，引发剂进入水凝胶的孔隙；所述的水凝胶是聚丙烯酸水凝胶，所述的引发剂是过硫酸钠；B、将1份体积的吡咯置于100份体积的有机溶剂中，搅拌得到吡咯的有机溶液；所述的有机溶剂为环己烷；C、将A步浸泡过的水凝胶，置于吡咯的有机溶液中24h，有机溶液中的吡咯在水凝胶孔隙中的引发剂的引发下，进行界面聚合，得到聚吡咯导电水凝胶。实施例3一种聚吡咯导电水凝胶的制备方法，包括以下步骤：A、将水凝胶置于浓度为50mg/L的引发剂溶液中浸泡10h，引发剂进入水凝胶的孔隙；所述的水凝胶是聚丙烯酸水凝胶，所述的引发剂是过硫酸钾；B、将2份体积的吡咯置于100份体积的有机溶剂中，搅拌得到吡咯的有机溶液；所述的有机溶剂为苯；C、将A步浸泡过的水凝胶，置于吡咯的有机溶液中10h，有机溶液中的吡咯在水凝胶孔隙中的引发剂的引发下，进行界面聚合，得到聚吡咯导电水凝胶。实施例4一种聚吡咯导电水凝胶的制备方法，包括以下步骤：A、将水凝胶置于浓度为100mg/L的引发剂溶液中浸泡12h，引发剂进入水凝胶的孔隙；所述的水凝胶是聚丙烯酰胺水凝胶，所述的引发剂是过硫酸铵；B、将1份体积的吡咯置于100份体积的有机溶剂中，搅拌得到吡咯的有机溶液；所述的有机溶剂为石油醚；C、将A步浸泡过的水凝胶，置于吡咯的有机溶液中12h，有机溶液中的吡咯在水凝胶孔隙中的引发剂的引发下，进行界面聚合，得到聚吡咯导电水凝胶。实施例5一种聚吡咯导电水凝胶的制备方法，包括以下步骤：A、将水凝胶置于浓度为70mg/L的引发剂溶液中浸泡8h，引发剂进入水凝胶的孔隙；所述的水凝胶是聚乙烯醇水凝胶，所述的引发剂是过硫酸钾；B、将1.5份体积的吡咯置于100份体积的有机溶剂中，搅拌得到吡咯的有机溶液；所述的有机溶剂为环己烷；C、将A步浸泡过的水凝胶，置于吡咯的有机溶液中12h，有机溶液中的吡咯在水凝胶孔隙中的引发剂的引发下，进行界面聚合，得到聚吡咯导电水凝胶。实施例6一种聚吡咯导电水凝胶的制备方法，包括以下步骤：A、将水凝胶置于浓度为100mg/L的引发剂溶液中浸泡10h，引发剂进入水凝胶的孔隙；所述的水凝胶是聚丙烯酰胺/海藻酸钠水凝胶复合物，所述的引发剂是过硫酸钠；B、将1.4份体积的吡咯置于1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种聚吡咯导电水凝胶的制备方法，包括以下步骤：A、将水凝胶置于浓度为50‑100mg/L的引发剂溶液中浸泡5‑12h，引发剂进入水凝胶的孔隙；所述的引发剂是过硫酸铵、过硫酸钾或过硫酸钠；B、将1‑2份体积的吡咯置于100份体积的有机溶剂中，搅拌得到吡咯的有机溶液；所述的有机溶剂为正己烷、环己烷、苯或石油醚；C、将A步浸泡过的水凝胶，置于吡咯的有机溶液中10‑24h，有机溶液中的吡咯在水凝胶孔隙中的引发剂的引发下，进行界面聚合，得到聚吡咯导电水凝胶。

【技术特征摘要】
1.一种聚吡咯导电水凝胶的制备方法，包括以下步骤：A、将水凝胶置于浓度为50-100mg/L的引发剂溶液中浸泡5-12h，引发剂进入水凝胶的孔隙；所述的引发剂是过硫酸铵、过硫酸钾或过硫酸钠；B、将1-2份体积的吡咯置于100份体积的有机溶剂中，搅拌得到吡咯的有机溶液；所述的有机溶剂为正己烷、环己烷、苯或石油醚；C、将A步浸泡过的...

【专利技术属性】
技术研发人员：屈树新，章国云，王云浩，
申请(专利权)人：西南交通大学，
类型：发明
国别省市：四川,51