一种三元交联水凝胶电解质、制备方法及其应用技术

本发明专利技术公开了一种三元交联水凝胶电解质、制备方法及其应用。采用聚乙烯醇、双邻苯二酚类衍生物、硼酸、氢氧化钾和水为原料，借助硼酸与双邻苯二酚中的邻羟基之间的缩合反应，获得大分子交联剂D‑B，再将其用于交联聚乙烯醇形成交联网络结构得到快速自修复水凝胶。合成方法工艺简单，条件温和，易于操作，产物无需后处理。通过改变聚乙烯醇、交联剂的用量获得自修复能力、力学强度，电导率不同的水凝胶电解质，并且该水凝胶能够在电刺激下产生粘性和失去粘性，粘性响应性能够通过调节电刺激时间，电压大小来进行调控。该自修复水凝胶在软体机器人、人工韧带，柔性器件，表面响应材料，爬墙机器人，可控涂层，汽车智能传感器等方面有重要的应用。

Three component crosslinked hydrogel electrolyte, preparation method and application thereof

【技术实现步骤摘要】
一种三元交联水凝胶电解质、制备方法及其应用
本专利技术属于功能聚合物领域，具体涉及一种三元交联水凝胶电解质、制备方法及其应用。
技术介绍
导电水凝胶结合了电解质溶液与水凝胶的优点，在许多领域有巨大的应用前景。传统水凝胶在受到创伤后，其各种性能往往会下降很多。并且由于裂纹的存在，水凝胶内部结构会逐渐被破坏，进而造成水凝胶的功能损失与寿命减少。具有自修复功能的水凝胶，在其受到损伤时，能够自发的或者在外界的刺激下修复内部裂纹以恢复结构与功能，从而延长其使用寿命。这种自修复导电水凝胶在人工韧带，柔性电子器件，表面响应材料，爬墙机器人，可逆涂层，汽车智能传感器等领域具有广阔的应用前景。形成自修复水凝胶的机理多种多样，制备方法也多种多样，大部分的自修复性导电水凝胶还存在一些难以忽视的问题，比如机械强度不够高、自修复性能差、制备方法不够简便等。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足之处，提供了一种三元交联水凝胶电解质、制备方法及其应用，解决了上述
技术介绍
中自修复性能差、制备方法不够简便等问题。本专利技术的三元交联水本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种三元交联水凝胶电解质，其特征在于：为由聚乙烯醇、双邻苯二酚类衍生物、硼酸、氢氧化钾以及水组成的双邻苯二酚-硼酸-聚乙烯醇三元交联的水凝胶体系；/n其中，所述聚乙烯醇的聚合度为1000～2000，在水凝胶体系中的质量百分比为1～15％；所述双邻苯二酚类衍生物为5,5',6,6'-四羟基-3,3,3',3'-四甲基-1,1'-螺旋双茚满、去甲二氢愈创木酸、迷迭香酸中的至少一种，在水凝胶体系中的质量百分比为1～15％；所述硼酸在水凝胶体系中的质量百分比为0.01～10％；所述氢氧化钾在水凝胶体系中的质量百分比为0.01～12％；余量为水。/n

【技术特征摘要】
1.一种三元交联水凝胶电解质，其特征在于：为由聚乙烯醇、双邻苯二酚类衍生物、硼酸、氢氧化钾以及水组成的双邻苯二酚-硼酸-聚乙烯醇三元交联的水凝胶体系；
其中，所述聚乙烯醇的聚合度为1000～2000，在水凝胶体系中的质量百分比为1～15％；所述双邻苯二酚类衍生物为5,5',6,6'-四羟基-3,3,3',3'-四甲基-1,1'-螺旋双茚满、去甲二氢愈创木酸、迷迭香酸中的至少一种，在水凝胶体系中的质量百分比为1～15％；所述硼酸在水凝胶体系中的质量百分比为0.01～10％；所述氢氧化钾在水凝胶体系中的质量百分比为0.01～12％；余量为水。


2.根据权利要求1所述的一种三元交联水凝胶电解质，其特征在于：所述水凝胶体系中含有交联剂、硼酸根负离子以及钾离子，所述交联剂为硼酸和双邻苯二酚类衍生物缩合反应形成的含有硼酸酯键的大分子。


3.根据权利要求1所述的一种三元交联水凝胶电解质，其特征在于：所述水凝胶体系具有自修复功能、延展性和导电性以及可控粘附性；所述自修复功能在30s内自修复效率达60～99％，拉伸强度达50kPa，断裂伸长率达1100％，导电率达13.5mS/cm。


4.一种三元交联水凝胶电解质的制备方法，其特征在于：由硼酸在碱性条件下与双邻苯二酚类衍生物中邻羟基的缩合反应形成含有硼酸酯键的大分子交联剂，再利用含有硼酸酯键的大分子交联剂交联聚乙烯醇获得双邻苯二酚-硼酸-聚乙烯醇三元交联的水凝胶体系。


5.根据权利要求4所述的一种三元交联水凝胶电解质的制备方法，其特征在于，合成路线如下：
...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁丛辉，黄俊文，戴李宗，柳君，蔡其鹏，杨羽歆，彭超华，王迎珠，陈国荣，
申请(专利权)人：厦门大学，
类型：发明
国别省市：福建;35