The invention discloses a ductile antistatic double network silicon hydrogel and a preparation method thereof. The double network structure is formed by interpenetrating between the first polymer network and the second polymer network. The first polymer network is a cross-linking network formed by the monomer polymerization of vinyl monomers through free radical addition polymerization, and then formed by chemical crosslinking or hydrophobic association. The second high network is composed of two layers. The molecular network is a crosslinking network formed by condensation polymerization of silicon-containing monomers and hydrogen bonding. The invention can dissolve vinyl monomers and silicon monomers together in the same system, and adopt different polymerization mechanisms to achieve one-step molding without the need of first network drying and re swelling. The preparation method is simple, the time consumption is short, the production efficiency is high, and the cost is low. The obtained double network silicon hydrogel has excellent toughness, fatigue resistance, self recovery and antistatic property. Yes, it is conducive to industrialization and expansion of its application scope.
【技术实现步骤摘要】
一种韧性抗静电双网络硅水凝胶及其制备方法
本专利技术属于高分子材料
,具体涉及一种韧性抗静电双网络硅水凝胶及其制备方法。
技术介绍
水凝胶是一种由水溶胀的高分子网络形成的材料。其高分子网络可以通过物理交联或者化学交联的方式形成。水凝胶含水量高,且可以保持固定的形状,在水和有机溶剂中不会溶解。水凝胶在生物医学、环境保护、智能电子器件等领域有着广泛的应用。然而,传统的水凝胶力学机械性能较差,成为限制其进入实际应用的重要瓶颈。近年来,众多研究者们通过设计水凝胶的结构,致力于提升水凝胶的力学机械性能。如龚剑萍教授提出的双网络水凝胶(AdvancedMaterials.2003,15(14),1155-1158),两个不同的高分子网络互相穿插,协同耗散能量,在提升水凝胶机械性能方面有着出人意料的效果。专利技术专利CN201310408122.X公开了一种高强度纳米复合高分子双网络水凝胶及其制备方法,该纳米复合高分子双网络水凝胶的制备步骤如下:先将第一网络单体、交联剂和引发剂溶解于含纳米粒子水分散液中,将得到的混合溶液倒入模具中加热聚合,得到第一网络水凝胶。将第二网络单体、交联剂和引发剂溶解于水中,再将第一网络水凝胶放入该溶液中,溶胀24小时,然后加热聚合,得到高强度纳米复合高分子双网络水凝胶。但上述方法均由两个通过化学交联形成的高分子网络互穿而成,虽然具有力学机械性能优异的特点,但拉伸回复性能差,缺乏抗疲劳性能与自愈合性能,在很大程度上缩短了水凝胶的使用寿命。随着水凝胶的发展,通过物理交联作用制备的双网络水凝胶跃 ...
【技术保护点】
1.一种韧性抗静电双网络硅水凝胶,其特征在于,所述硅水凝胶为双网络结构,所述双网络结构由第一高分子网络和第二高分子网络相互穿插形成共价-氢键双网络硅水凝胶或疏水缔合-氢键双网络硅水凝胶,所述第一高分子网络为第一网络单体通过自由基加成聚合形成碳链聚合物,然后所述碳链聚合物通过化学交联或疏水缔合作用形成的交联网络;所述第二高分子网络为第二网络单体通过缩合聚合形成含硅聚合物,然后所述含硅聚合物通过氢键作用形成的交联网络;所述第一网络单体为亲水烯类单体和/或疏水烯类单体;所述第二网络单体为含硅单体。/n
【技术特征摘要】
1.一种韧性抗静电双网络硅水凝胶,其特征在于,所述硅水凝胶为双网络结构,所述双网络结构由第一高分子网络和第二高分子网络相互穿插形成共价-氢键双网络硅水凝胶或疏水缔合-氢键双网络硅水凝胶,所述第一高分子网络为第一网络单体通过自由基加成聚合形成碳链聚合物,然后所述碳链聚合物通过化学交联或疏水缔合作用形成的交联网络;所述第二高分子网络为第二网络单体通过缩合聚合形成含硅聚合物,然后所述含硅聚合物通过氢键作用形成的交联网络;所述第一网络单体为亲水烯类单体和/或疏水烯类单体;所述第二网络单体为含硅单体。
2.根据权利要求1所述韧性抗静电双网络硅水凝胶,其特征在于,所述亲水烯类单体为丙烯酰胺、丙烯酸、甲基丙烯酸和甲基丙烯酰胺中的一种或多种;所述疏水烯类单体为甲基丙烯酸十八烷基酯和/或甲基丙烯酸十六烷基酯;所述含硅单体为六甲基二硅氧烷、正硅酸乙酯和甲基三甲氧基硅烷中的一种或多种。
3.一种如权利要求1所述韧性抗静电双网络硅水凝胶的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:将亲水烯类单体、交联剂和引发剂溶于去离子水中,然后加入含硅单体、催化剂和助溶剂,混合均匀得到混合溶液,使混合溶液中总单体浓度为3.00~3.25mol/L,然后将所述混合溶液加入至玻璃模具中,于60℃~80℃下聚合反应20h~28h,聚合反应结束,将水凝胶置于去离子水中透析,即得到所述共价-氢键双网络硅水凝胶。
4.根据权利要求3所述韧性抗静电双网络硅水凝胶的制备方法,其特征在于,所述亲水烯类单体与含硅单体的质量比为1.00~1.30。
5.根据权利要求3所述韧性抗静电双网络硅水凝胶的制备方法,其特征在于,所述交联剂为N,N’-亚甲基双丙烯酰胺或1,4-二乙烯基苯,所述交联剂与亲水烯类单体的...
【专利技术属性】
技术研发人员:高晨,杨倩玉,钟家春,郑晓翼,赵星宇,张雪梅,夏益青,邹智挥,白兰涵,附怡清,杨婷,
申请(专利权)人:四川轻化工大学,
类型:发明
国别省市:四川;51
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