一种具有优异机械性能的抗冻导电水凝胶及其制备方法与应用技术

本发明专利技术提供一种具有优异机械性能的有机抗冻导电水凝胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：提供双网络水凝胶前驱液；S2：提供碳化钛纳米片；S3：提供有机冷冻保护溶液；S4：将所述双网络水凝胶前驱液与碳化钛纳米片结合，得到导电双网络水凝胶；S5：向所述有机冷冻保护溶液中添加卤化物，得到卤化物有机冷冻保护溶液；S6：将所述导电双网络水凝胶浸泡在卤化物有机冷冻保护溶液中进行溶液置换，得到具有优异机械性能的有机抗冻导电水凝胶，其拉伸断裂伸长率大于800％，电导率高于0.9S/m，结冰温度低于

【技术实现步骤摘要】
一种具有优异机械性能的抗冻导电水凝胶及其制备方法与应用


[0001]本申请属于水凝胶材料领域，尤其涉及到具有优异机械性能的抗冻导电水凝胶及其制备方法与应用。

技术介绍

[0002]水凝胶是一类极为亲水的三维网络结构凝胶，它在水中迅速溶胀并在此溶胀状态可以保持大量体积的水而不溶解。由于其优异的可拉伸性、吸水性以及生物相容性，目前，水凝胶在生物医疗、环境保护、能量存储等方面都有深入的研究和应用。
[0003]水凝胶中有三种存在形式的水，分别为自由水、弱结合作用水、强结合作用水。通常，水凝胶中的自由水占多数，这意味着当其处于零下温度的环境时，自由水会结冰，导致水凝胶变得坚硬且易碎，失去其本有的机械性能、导电性能等，极大地限制了水凝胶应用领域的范围。因此，解决水凝胶中自由水结冰的问题进而提升水凝胶抗冻性能是亟需研究的问题。目前，提升水凝胶抗冻性能的途径通常有两种，一种是向水凝胶中引入冷冻保护剂，如专利公开文件CN110054784A中提供一种自愈合抗冻导电丝素水凝胶及其制备方法，通过向水凝胶中引入甘油冷冻保护剂，以此降低水凝胶的结冰点。但由于冷本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有优异机械性能的抗冻导电水凝胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：提供双网络水凝胶前驱液；S2：提供碳化钛纳米片；S3：使所述双网络水凝胶前驱液与所述碳化钛纳米片结合，得到导电双网络水凝胶；S4：提供有机冷冻保护溶液和卤化物；将所述有机冷冻保护溶液与所述卤化物混合得到卤化物有机冷冻保护溶液；S5：将所述导电双网络水凝胶浸泡在所述卤化物有机冷冻保护溶液中进行溶液置换，得到具有优异机械性能的抗冻导电水凝胶。2.根据权利要求1所述具有优异机械性能的抗冻导电水凝胶的制备方法，其特征在于，所述双网络水凝胶前驱液为海藻酸钠
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聚丙烯酰胺水凝胶前驱液，所述步骤S1包括：S101：提供海藻酸钠与丙烯酰胺，将所述海藻酸钠与所述丙烯酰胺混合于去离子水中，搅拌得到第一澄清液，所述海藻酸钠与所述丙烯酰胺的物质的量之比为1：4～4：1；S102：提供交联剂和引发剂，向所述第一澄清液中加入所述交联剂和所述引发剂，得到第二澄清液，所述交联剂与所述引发剂与所述海藻酸钠的物质的量之比分别为1：1～4：1、15：1～30：1。3.根据权利要求2所述的具有优异机械性能的抗冻导电水凝胶的制备方法，其特征在于，所述交联剂为四甲基乙二胺、N,N
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亚甲基双丙烯酰胺中的至少一种；所述引发剂为过硫酸铵、过硫酸钠、过硫酸钾中的至少一种。4.根据权利要求1所述具有优异机械性能的抗冻导电水凝胶的制备方法，其特征在于，所述步骤S2包括：S201：提供蚀刻液和钛碳化铝，将所述钛碳化铝加入至所述蚀刻液中混合均匀，在400rpm～1400rpm转速下反应5min～20min后，获得第一混合溶液，所述钛碳化铝在所述第一混合溶液中的浓度为0.01g/...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘玉菲，范倩茜，厚琛，胡永琴，史彧霞，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：