一种可自发驱动的聚两性电解质水凝胶驱动器及其制备方法与驱动方式技术

本发明专利技术公开了一种可自发驱动的聚两性电解质水凝胶驱动器及其制备方法与驱动方式，该水凝胶驱动器是由阳离子单体[3‑(甲基丙烯酰氨基)丙基]三甲基氯化铵和阴离子单体对苯乙烯磺酸钠、丙烯酸类单体通过自由基共聚得到的水凝胶，再经过碱性溶液浸泡处理后在酸性溶液中获得固定的临时形状制备得到；该水凝胶驱动器可通过改变溶液pH值的方法使水凝胶在溶液中实现自发形状改变的驱动功能。

A self actuated polyelectrolyte hydrogel driver and a method of making and driving the same

The invention discloses a self driven polyampholyte hydrogel actuator and its preparation method and driving method of the hydrogel drive by cationic monomer [3 (Methacryloylamino) propyl] three methyl ammonium chloride and sodium p-styrene sulfonate anionic monomer and acrylic monomers obtained by free radical copolymerization hydrogels then, after soaking in alkaline solution in acid solution was prepared by fixed temporary shape; the hydrogel can drive method by changing the pH value of the solution to realize the driving function of spontaneous shape change of hydrogel in solution.

【技术实现步骤摘要】
一种可自发驱动的聚两性电解质水凝胶驱动器及其制备方法与驱动方式
本专利技术涉及功能性聚两性电解质材料的智能驱动器材料领域，具体涉及一种可自发驱动的聚两性电解质水凝胶驱动器及其制备方法与驱动方式。
技术介绍
水凝胶由于含有大量的水，并且具有完善的三维网络结构赋予其软物质的特性，具有弱刺激-强响应、少添加-大效果、驱动条件温和等优点；而软物质驱动器特别是水凝胶驱动器在智能器件领域的发展日益受到关注。聚两性电解质水凝胶则是包含阳离子单体、阴离子单体甚至中性单体的一种水凝胶，与聚电解质不同的是它具有十分独特的溶胀行为，这种性质对新型驱动器材料的开发和设计具有重要的启发和指导意义，将聚两性电解质水凝胶应用于智能驱动器的设计与开发，是今后智能柔性材料的研究热点之一。在凝胶驱动器的研究中，形状记忆凝胶驱动器可以从临时形状回复到原始形状，为目前研究颇为广泛的一种水凝胶驱动器。但目前报道的形状记忆凝胶驱动器的每一个驱动周期都需要先用外力将凝胶固定为一个临时形状（ACSAppl.Mater.Interfaces2016,8,12384−12392；Macromol.Mater.Eng.2017,302,本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可自发驱动的聚两性电解质水凝胶驱动器的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：（1）制备聚两性电解质水凝胶：将阳离子单体[3‑(甲基丙烯酰氨基)丙基]三甲基氯化铵、阴离子单体对苯乙烯磺酸钠和丙烯酸类单体、引发剂分散在水中，并除去反应液中的氧气；然后将反应液加入到模具中并密封，引发聚合得到聚两性电解质水凝胶；（2）制备聚两性电解质水凝胶驱动器：将步骤（1）制备的聚两性电解质水凝胶放在碱性溶液中浸泡，使用外力使聚两性电解质水凝胶获得临时形状；再将具有临时形状的聚两性电解质水凝胶放入酸性溶液中固定临时形状，即得到聚两性电解质水凝胶驱动器。

【技术特征摘要】
1.一种可自发驱动的聚两性电解质水凝胶驱动器的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：（1）制备聚两性电解质水凝胶：将阳离子单体[3-(甲基丙烯酰氨基)丙基]三甲基氯化铵、阴离子单体对苯乙烯磺酸钠和丙烯酸类单体、引发剂分散在水中，并除去反应液中的氧气；然后将反应液加入到模具中并密封，引发聚合得到聚两性电解质水凝胶；（2）制备聚两性电解质水凝胶驱动器：将步骤（1）制备的聚两性电解质水凝胶放在碱性溶液中浸泡，使用外力使聚两性电解质水凝胶获得临时形状；再将具有临时形状的聚两性电解质水凝胶放入酸性溶液中固定临时形状，即得到聚两性电解质水凝胶驱动器。2.如权利要求1所述的一种可自发驱动的聚两性电解质水凝胶驱动器的制备方法，其特征在于，步骤（1）所述阳离子单体与阴离子单体的摩尔比为1:1，对苯乙烯磺酸钠与丙烯酸类单体的摩尔比为1:9~9:1，总单体在反应液中的摩尔浓度为0.8~4mol/L；所述丙烯酸类单体为丙烯酸和甲基丙烯酸中的一种以上。3.如权利要求1所述的一种可自发驱动的聚两性电解质水凝胶驱动器的制备方法，其特征在于，步骤（1）所述引发剂为光引发剂或热引发剂，当使用光引发剂时，采用波长范围为300~380nm，功率为10~50W的紫外光照射6~24小时引发聚合；当使用热引发剂时，在50~75℃聚合10~40小时；所述引发剂的用量为总单体摩尔量的0.05%~0.5%。4.如权利要求3所述的一种可自发驱动的聚两性电解质水凝胶驱动器的制备方法，其特征在于，所述光引发剂为α-酮戊二酸，所述热引发剂为过硫酸钾或过硫酸铵。5.如权利要求1所述的一种可自发驱动的聚两性电解质水凝胶驱动器的制备方法，其特征在于，步骤（2）所述碱性溶液为NaOH溶液、KOH溶液、Ca(OH)2溶液或Ba(OH)2溶液，浓度为0.001~1mol/L；所述浸泡的时间为1~10分钟。6.如权利要求1所述的一种可自发驱动的聚...

【专利技术属性】
技术研发人员：王涛，张袁铖，廖杰新，黄家和，孙尉翔，童真，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：广东,44