导电水凝胶及其制备方法与应用技术

本发明专利技术公开了一种导电水凝胶及其制备方法与应用，该导电水凝胶包括以下原料按质量百分比组成：阴离子型水溶性高分子材料2～8％，无机盐3～12％，保湿剂20～30％，去离子水40～60％，防腐剂0.1～2％。本发明专利技术提供的导电水凝胶，通过在阴离子型水溶性高分子材料中引入易溶性无机盐类电解质，利用无机盐类电离产生的离子与阴离子型水溶性高分子在水溶液中电离形成的离子，在导电水凝胶中的起到协同离子导电作用，实现导电性的提高；并且该导电水凝胶的制备方法简单，反应条件温和易于制备。反应条件温和易于制备。反应条件温和易于制备。

【技术实现步骤摘要】
导电水凝胶及其制备方法与应用


[0001]本专利技术是关于水凝胶
，特别是关于一种导电水凝胶及其制备方法。

技术介绍

[0002]导电水凝胶是一种智能水凝胶，其通过共聚、交联、接枝、掺杂等方式使电活性分子在高亲水性凝胶内部网络结构形成，集合了凝胶特性和电活性特性。凝胶成分赋予复合材料高亲水性、溶胀性、良好的生物相容性以及小分子在三维网络结构中的高扩散性，在医疗器械领域具有重要的应用价值。
[0003]然而，现有技术中的导电水凝胶品种很多，通常以凝胶材料为基底，导电高分子、碳纳米管、石墨烯、氧化石墨烯、金属纳米颗粒等通过共混、掺杂等方法制备。现有导电水凝胶存在导电剂易发生团聚等现象而分散不均，从而导致水凝胶导电性能和机械性能差。
[0004]因此，针对现有技术的中的问题有必要提供一种新的导电水凝胶及其制备方法。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种导电水凝胶及其制备方法与应用，该导电水凝胶具有良好的导电性能和机械性能。
[0006]为实现上述目的，本专利技术供的技术方案如下：
[0007]第一方面，本专利技术提供了一种导电水凝胶，其包括以下原料按质量百分比组成：阴离子型水溶性高分子材料2～8％，无机盐3～12％，保湿剂20～40％，去离子水40～60％，防腐剂0.1～2％。
[0008]在本专利技术的一个或多个实施方式中，所述阴离子型水溶性高分子材料为卡波姆、羧甲基纤维素钠、明胶、果胶、琼脂、聚丙烯酸钠、桃胶中的一种或几种。
[0009]在本专利技术的一个或多个实施方式中，所述无机盐包括一价金属无机盐和二价金属无机盐。
[0010]在本专利技术的一个或多个实施方式中，所述一价金属无机盐为NaCl、KCl、CsCl、Na2SO4中的一种或几种，所述二价金属盐为CaCl2、MgCl2中的一种或几种。
[0011]在本专利技术的一个或多个实施方式中，所述保湿剂包括甘油、十六醇、丁二醇、聚乙二醇中的一种或几种。
[0012]在本专利技术的一个或多个实施方式中，所述防腐剂包括尼泊金甲酯、苯甲酸钠、山梨酸钾中的一种或几种。
[0013]在本专利技术的一个或多个实施方式中，所述生物相容导电水凝胶还包括色粉，所述色粉的含量为0.1～1％。
[0014]在本专利技术的一个或多个实施方式中，所述色粉为食品级水溶性色粉。
[0015]在本专利技术的一个或多个实施方式中，所述导电水凝胶还包括羟甲基纤维素纳米纤维，所述羟甲基纤维素纳米纤维的含量为1～5％
[0016]第二方面，本专利技术提供了一种导电水凝胶的制备方法，其包括以下步骤：
[0017]将阴离子型水溶性高分子材料加入去离子水中，搅拌溶胀得到胶体A；
[0018]在80～100℃条件下，向胶体A中加入无机盐、保湿剂、防腐剂和色粉，反应1～5h，得到胶体B；
[0019]将胶体B冷却至室温，搅拌均匀，得到导电水凝胶。
[0020]在本专利技术的一个或多个实施方式中，所述无机盐包括一价金属无机盐和二价金属无机盐。
[0021]第三方面，本专利技术提供了一种导电水凝胶的应用，其可应用于心电、脑电或肌电电极领域。
[0022]与现有技术相比，本专利技术提供的导电水凝胶具有如下有益效果：
[0023](1)通过在阴离子型水溶性高分子材料中引入易溶性无机盐类电解质，利用无机盐类电离产生的离子与阴离子型水溶性高分子在水溶液中电离形成的离子，在导电水凝胶中的起到协同离子导电作用，实现导电性的提高；
[0024](2)通过添加保湿剂和防腐剂，实现保湿和抗菌性能；
[0025](3)通过调节阴离子型水溶性高分子材料的浓度可以制备出所需的不同黏度的导电水凝胶；
[0026](4)具有优异的机械性能和生物相容性，能够应用于医用领域，且经济成本低；
[0027](5)导电水凝胶的制备方法简单，反应条件温和易于制备。
附图说明
[0028]图1是本专利技术一实施方式中导电水凝胶的基本结构示意图；
[0029]图2是本专利技术一实施方式中导电水凝胶的表面形貌图；
[0030]图3是本专利技术一实施方式中导电水凝胶的横断面的扫描电子显微镜照片；
[0031]图4是本专利技术一实施方式中导电水凝胶冷冻干燥后的表面形貌图；
[0032]图5是本专利技术一实施方式中导电水凝胶的偏光显微镜图片。
具体实施方式
[0033]下面结合实施例，对本专利技术的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本专利技术的保护范围并不受具体实施方式的限制。
[0034]需要说明的是，以下的说明中，表示量的“％”和“份”只要无特别说明，则为重量基准。除非另外指明，否则本说明书和权利要求中使用的表示特征尺寸、数量和物理特性的所有数字均应该理解为在所有情况下均是由术语“约”来修饰的。因此，除非有相反的说明，否则上述说明书和所附权利要求书中列出的数值参数均是近似值，本领域的技术人员能够利用本文所公开的教导内容寻求获得的所需特性，适当改变这些近似值。用端点表示的数值范围的使用包括该范围内的所有数字以及该范围内的任何范围，例如，1至5包括1、1.2、1.4、1.55、2、2.75、3、3.80、4和5等等。
[0035]还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素；术语“优选”指的是较优的选择方案，但不只限于所选方案。
[0036]如图1所示，本专利技术一实施方式中的导电水凝胶，其包括以下原料按质量百分比组成：阴离子型水溶性高分子材料2～8％，无机盐3～12％，保湿剂20～40％，去离子水40～60％，防腐剂0.1～2％。
[0037]该导电水凝胶以阴离子型水溶性高分子材料作为凝胶基质，通过调节阴离子型水溶性高分子材料的浓度可以制备出所需的不同黏度的导电水凝胶；以无机盐为电解质，利用无机盐类电离产生的离子与阴离子型水溶性高分子在水溶液中电离形成的离子，在导电水凝胶中的起到协同离子导电作用，实现导电性的提高；并加入保湿剂和防腐剂等添加剂，实现保湿和抗菌性能；使得该导电水凝胶安全无毒，具有良好的生物相容性、导电性能和机械性能。
[0038]一示例性的实施例中，阴离子型水溶性高分子材料可以是卡波姆、羧甲基纤维素钠、明胶、果胶、琼脂、聚丙烯酸钠、桃胶中的一种或几种。前述阴离子型水溶性高分子材料作为合成导电水凝胶的凝胶基质，其具有无毒安全，价格低廉，良好的生物相容性，可直接与皮肤接触，能够满足医用导电水凝胶的应用要求。
[0039]一示例性的实施例中，无机盐包括一价金属无机盐和二价金属无机盐。通过复配二价金属无机盐和一价金属无机盐，利用一价金属离子的高电荷密度提高导电性能，利用二价金属离子与阴离子型水溶性高分子间的离子作用，实现动态交联，提升导电水凝胶的机械性能。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种导电水凝胶，其特征在于，包括按质量百分比的以下原料：2.如权利要求1所述的导电水凝胶，其特征在于，所述阴离子型水溶性高分子材料为卡波姆、羧甲基纤维素钠、明胶、果胶、琼脂、聚丙烯酸钠、桃胶中的一种或几种。3.如权利要求1所述的导电水凝胶，其特征在于，所述无机盐包括一价金属无机盐和二价金属无机盐。4.如权利要求3所述的导电水凝胶，其特征在于，所述一价金属无机盐为NaCl、KCl、CsCl、Na2SO4中的一种或几种，所述二价金属盐为CaCl2、MgCl2中的一种或几种。5.如权利要求1所述的导电水凝胶，其特征在于，所述保湿剂包括甘油、十六醇、丁二醇、聚乙二醇中的一种或几种。6.如权利要求1所述的导电水凝胶，其特征在于，所述防腐剂包括尼泊金甲酯、苯甲酸钠、山梨酸钾中的一种或几种...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐海山，白青格乐吐，吴芳，韩益民，
申请(专利权)人：苏州维伟思医疗科技有限公司，
类型：发明
国别省市：