一种基于水溶性聚吡咯的导电水凝胶及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种基于水溶性聚吡咯的导电水凝胶及其制备方法。该水凝胶是由亲水性单体丙烯酰胺、甲叉双丙烯酰胺、丙烯酰化葫芦[7]脲在壳聚糖和改性水溶性聚吡咯的存在下由热引发剂引发聚合得到的。本发明专利技术以壳聚糖为第一层物理交联网络，丙烯酰胺、甲叉双丙烯酰胺和丙烯酰化葫芦[7]脲共聚物作为第二层交联网络，两层网络与导电因子改性水溶性聚吡咯在氢键的作用下形成具有双层网络的导电水凝胶。改性水溶性聚吡咯可以赋予水凝胶良好的信号传递能力，丙烯酰化葫芦[7]脲的加入提高了水凝胶的生物相容性，制得的导电水凝胶不仅同时具备韧性和导电能力，还具备粘附能力，可以应用在仿生机器人、人工皮肤以及人机界面等领域。人工皮肤以及人机界面等领域。

【技术实现步骤摘要】
一种基于水溶性聚吡咯的导电水凝胶及其制备方法


[0001]本专利技术涉及一种基于水溶性聚吡咯的导电水凝胶及其制备方法，属于高分子水凝胶


技术介绍

[0002]水凝胶是以水为介质的具有三维网络结构的柔性材料。质地柔软、可拉伸的水凝胶是一种结构类似于天然生命组织的软材料，良好的生物相容性赋予了其在拉伸传感器、压力传感器、人机界面等领域的应用价值，作为下一代柔性可穿戴设备的载体受到了广泛关注。
[0003]水凝胶的导电性能是由网络内部的导电因子决定的。目前，赋予水凝胶导电能力的方法主要有：掺杂无机盐和离子液体；加入聚电解质；加入导电聚合物和纳米粒子。其中，将碳纳米管、石墨烯等无机纳米粒子掺入水凝胶中是提高其导电能力最直接的方法，但是它们与聚合物网络作用的位点少，大大地限制了水凝胶的力学性能；除此之外，基于这一类导电材料的水凝胶在使用过程中可能会对皮肤产生刺激，从而导致身体炎症。相比之下，聚吡咯的生物相容性好，它可以与聚合物网络形成分子间氢键，从而改善水凝胶的生物相容性和柔顺性。但是聚吡咯在水中不溶，就要通过溶胀吡咯
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于水溶性聚吡咯的导电水凝胶，其特征在于，该水凝胶是由亲水性单体丙烯酰胺、甲叉双丙烯酰胺、丙烯酰化葫芦[7]脲在壳聚糖和改性水溶性聚吡咯的存在下由热引发剂引发聚合得到的；所述丙烯酰化葫芦[7]脲的结构式如下式I所示，所述改性水溶性聚吡咯的结构式如下式II所示，其中，式II中，n为3～150。2.根据权利要求1所述基于水溶性聚吡咯的导电水凝胶，其特征在于，所述亲水性单体丙烯酰胺与甲叉双丙烯酰胺、壳聚糖、改性水溶性聚吡咯的质量比为：100：(0.1～1.0)：(1～10)：(0.1～10)，优选为100：(0.1～0.5)：(4～6)：(2.5～5)；所述亲水性单体丙烯酰胺与丙烯酰化葫芦[7]脲的摩尔比为100：(0.05～0.3)，优选为100：(0.05～0.2)。3.根据权利要求1所述基于水溶性聚吡咯的导电水凝胶，其特征在于，所述壳聚糖的粘度为100～200mpa
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s，脱乙酰度为≥95％；所述热引发剂为偶氮二异丁脒盐酸盐，所述热引发剂与亲水性单体丙烯酰胺的质量比为(1～4)：100，优选为(1～2)：100。4.根据权利要求1所述基于水溶性聚吡咯的导电水凝胶，其特征在于，所述改性水溶性聚吡咯按照下述方法制备得到：(1)将1
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苯基磺酰基吡咯、5
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溴戊酰氯、无水AlCl3加入到二氯甲烷中，进行反应；反应完成后，将所得反应液倒入冰水中淬灭，经后处理得到产物2；(2)将产物2和N,N
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二甲基苄胺加入乙腈中，进行反应；反应完成后，向所得反应液中加入乙醚进行沉淀，经过滤、洗涤、真空干燥，得到产物3；(3)将产物3加入到NaOH水溶液和1,4
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二噁烷的混合溶剂中进行回流反应；反应完成后，将反应液分液后旋蒸有机相得到粗产物；将粗产物溶解在乙腈中，过滤，之后加入乙醚，经离心、干燥，得到产物4；(4)将产物4和FeCl3·
6H2O加入到二氯甲烷中，进行反应；将反应得到的黑色沉淀物质分别用乙醚和乙醇进行洗涤，得到改性水溶性聚吡咯。5.根据权利要求4所述基于水溶性聚吡咯的导电水凝胶，其特征在于，步骤(1)中所述1
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苯基磺酰基吡咯、5
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溴戊酰氯、无水AlCl3的摩尔比为(10～30)：(10～15)：(10～30)；所述1
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苯基磺酰基吡咯的摩尔数与二氯甲烷的体积之比(10～15)mmol：(20～...

【专利技术属性】
技术研发人员：谭业邦，王程昱，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：