The invention discloses a polyvinyl alcohol tannic acid boric acid three component crosslinked hydrogel, a preparation method and an application thereof. Polyvinyl alcohol, tannic acid, boric acid, potassium hydroxide and potassium chloride were used as raw materials, and crosslinking hydrogels were obtained by condensation reaction between boric acid and neighboring hydroxyl groups. The synthesis process is simple, mild, easy to operate, and the product does not need post-treatment. By changing the amount of polyvinyl alcohol, tannic acid, boric acid, potassium hydroxide and potassium chloride, the shape memory hydrogels with different self repairing ability and mechanical strength can be obtained. The self repairing shape memory hydrogel has potential applications in soft robots, artificial ligaments, flexible devices, automotive intelligent sensors and so on.
【技术实现步骤摘要】
一种聚乙烯醇-单宁酸-硼酸三元交联水凝胶、制备方法及应用
本专利技术涉及功能聚合物领域,涉及一种聚乙烯醇-单宁酸-硼酸三元交联水凝胶、制备方法及应用。
技术介绍
传统水凝胶在受到创伤后,其力学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。这种自修复水凝胶在人工韧带,柔性电子器件等领域具有广阔的应用前景。现有的自修复性导电水凝胶中,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。大多数高分子水凝胶中,表现出较差的回弹性能,具体体现在形变恢复时间长,在循环压缩的应-应变曲线中有较大的滞后圈,导致自修复性能差、时间长。另外,大部分自修复水凝胶制备具有较大的毒性,对环境不友好,在使用领域也受到极大的限制。
技术实现思路
本专利技术旨在克服现有技术的不足之处,提供了一种聚乙烯醇-单宁酸-硼酸三元交联水凝胶、制备方法及应用。采用聚乙烯醇,单宁酸作为单体,硼酸作为交联剂,钾盐作为电荷平衡剂合成一种具有动态共价交联以及物理交联结构水凝胶,该水凝胶具有快速的自修复以及良好的力学性能,同时具有形状记忆功能。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案之一是:提供了一种聚乙烯醇-单宁酸-硼酸三元交联水凝胶,其特征在于:按在体系中的质量百分比由0.5~30%的聚乙烯醇(PVA)、0.1~15%的单 ...
【技术保护点】
1.一种聚乙烯醇-单宁酸-硼酸三元交联水凝胶,其特征在于:按在体系中的质量百分比由0.5~30%的聚乙烯醇、0.1~15%的单宁酸、0.0036~10.930%的硼酸、0.003~12.346%的氢氧化钾、0.5~5%的钾盐以及余量的水组成;其中,聚乙烯醇、单宁酸作为单体,硼酸作为交联剂,钾盐作为电荷平衡剂,所述三元交联水凝胶具有自修复和形状记忆功能。/n
【技术特征摘要】
1.一种聚乙烯醇-单宁酸-硼酸三元交联水凝胶,其特征在于:按在体系中的质量百分比由0.5~30%的聚乙烯醇、0.1~15%的单宁酸、0.0036~10.930%的硼酸、0.003~12.346%的氢氧化钾、0.5~5%的钾盐以及余量的水组成;其中,聚乙烯醇、单宁酸作为单体,硼酸作为交联剂,钾盐作为电荷平衡剂,所述三元交联水凝胶具有自修复和形状记忆功能。
2.根据权利要求1所述的一种聚乙烯醇-单宁酸-硼酸三元交联水凝胶,其特征在于:所述钾盐包括氯化钾、硝酸钾、硫酸钾,醋酸钾中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的一种聚乙烯醇-单宁酸-硼酸三元交联水凝胶,其特征在于:所述钾盐为氯化钾,所述氯化钾在体系中的质量百分比为0.5%-5%。
4.根据权利要求1所述的一种聚乙烯醇-单宁酸-硼酸三元交联水凝胶,其特征在于:所述三元交联水凝胶具有动态共价交联以及物理交联结构,存在具有可逆性的硼酸酯键和氢键,所述氢键包括聚乙烯醇分子间的氢键、聚乙烯醇与单宁酸之间的氢键。
5.一种聚乙烯醇-单宁酸-硼酸三元交联水凝胶的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
(1)将单宁酸、硼酸、氢氧化钾溶于去离子水或蒸馏水中,超声振荡使其变成棕色溶液;
(2)将步骤(1)所述的棕色溶液在50~100℃下加热15~...
【专利技术属性】
技术研发人员:袁丛辉,黄俊文,戴李宗,杨杰,柳君,蔡其鹏,杨羽歆,彭超华,刁雪峰,陈国荣,
申请(专利权)人:厦门大学,金旸厦门新材料科技有限公司,
类型:发明
国别省市:福建;35
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