System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种基于羧甲基纤维素并具有应变传感性能水凝胶的制备方法技术_技高网

一种基于羧甲基纤维素并具有应变传感性能水凝胶的制备方法技术

技术编号:39936336 阅读:4 留言:0更新日期:2024-01-08 22:12
本发明专利技术涉及了一种基于羧甲基纤维素并具有应变传感性能复合水凝胶的制备方法,包括以下步骤:步骤一、制备多巴胺改性乙酰乙酸羧甲基纤维素;步骤二、制备改性羧甲基纤维素复合水凝胶:分别配制多巴胺改性乙酰乙酸羧甲基纤维素溶液、氯化铁与柠檬酸钠的混合溶液、羧甲基壳聚糖溶液和交联剂溶液;将上述溶液按照一定配比混合均匀,倒入模具中室温静置1h,得到黑褐色复合水凝胶;步骤三、将上述水凝胶用可拉伸导电胶带封装两端并安装导电电极,组成水凝胶柔性应变传感器。本发明专利技术制备的复合多糖水凝胶具有出色的可自愈、生物相容性、应变传感性能,具有工艺简单与原材料易获得等优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于水凝胶领域,涉及一种多糖水凝胶的制备方法,尤其涉及一种基于羧甲基纤维素并具有应变传感性能天然多糖复合水凝胶的制备方法。


技术介绍

1、近年来,柔性电子器件已被广泛用于人体运动检测、人造皮肤和能量存储。然而由于人工合成的高分子材料制备的弹性体生物相容性较差,它们并不优选用于人体。因此,就生物相容性而言,天然多糖基水凝胶在制备附着在人体皮肤上的可穿戴传感器方面广受欢迎。另外,对于可穿戴电子设备而言,它需与人体一样进行可以各种形式的变形,包括弯曲、折叠、扭曲和拉伸等。导电性能好的金属和半导体均难以发生形变,受贻贝可以黏附在表面介质现象的启发,邻苯二酚基团易与过渡金属离子产生配位键,形成金属络合物,因此涉及基于软材料的离子传导的可拉伸水凝胶在作为柔性设备方面引起了人们的关注。

2、纤维素是一种高度丰富、绿色、可持续和可生物降解的天然高分子材料,是人类不可或缺的重要资源。纤维素的这些特征使其成为用于制备各种多糖水凝胶的优秀候选者。然而由于纤维素难溶于水,会对其应用造成限制。因此,纤维素的衍生物,如羧甲基纤维素,在水中有较大的溶解度,在制备功能水凝胶领域具有广阔的应用前景。


技术实现思路

1、本专利技术的目的是提供一种基于羧甲基纤维素复合水凝胶材料的制备,具体是利以多巴胺改性乙酰乙酸羧甲基纤维素、氯化铁、羧甲基壳聚糖溶液与交联剂为原料,形成动态烯胺键和金属配位键构建的水凝胶网络。在加入交联剂后,可较好的增强该水凝胶。水凝胶不仅可室温凝胶且具有一定的应变传感性能,并且可在无外界刺激下具有自愈性能,在可穿戴传感器和辅料等柔性电子器件领域具有潜在应用。

2、本专利技术的技术方案如下:

3、一种基于羧甲基纤维素并具有自愈和应变传感性能水凝胶的制备方法,主要包括以下步骤:

4、(1)多巴胺改性乙酰乙酸羧甲基纤维素的制备

5、称取2.0g羧甲基纤维素溶于200ml去离子水,在80℃搅拌下加入乙酰乙酸叔丁酯7.6g。反应2h后,加入968mg edc、582mg nhs搅拌均匀。随后加入1.5-2.0g盐酸多巴胺,并在室温氮气下搅拌10-12h。产物用乙醇沉淀,过滤干燥,得到多巴胺改性乙酰乙酸羧甲基纤维素白色粉末;

6、(2)羧甲基纤维素复合水凝胶的制备配制1-3wt%多巴胺改性乙酰乙酸羧甲基纤维素溶液、0.1-0.5mol/l氯化铁与柠檬酸钠的混合溶液、10-20wt%羧甲基壳聚糖溶液,将以上溶液按一定比例在常温下混合,加入交联剂后倒入模具中室温静置,反应60分钟得到黑褐色的导电水凝胶;

7、(3)将上述水凝胶用可拉伸导电胶带封装两端并安装导电电极,组成水凝胶柔性应变传感器。

8、进一步,本专利技术提供一种基于羧甲基纤维素并具有自愈和应变传感性能水凝胶的制备方法,还可以具有这样的特征;其中,步骤2中,交联剂可以选择5%的戊二醛、京尼平、三聚磷酸钠溶液。

9、进一步,本专利技术提供一种基于羧甲基纤维素并具有自愈和应变传感性能水凝胶的制备方法,还可以具有这样的特征;其中,步骤2中,多巴胺改性乙酰乙酸羧甲基纤维素溶液、氯化铁与柠檬酸钠溶液、羧甲基壳聚糖溶液和交联剂的用量比为1-5ml∶0.5ml∶10ml∶1.5-2μl。

10、多巴胺改性乙酰乙酸羧甲基纤维素具有良好的生物相容性和可降解性,且邻苯二酚基团可以与fe离子络合生成配位键,乙酰乙酸基团可以与羧甲基壳聚糖的氨基反应生成烯胺键,由于双重动态键的存在,当水凝胶受破坏后可在室温无外界环境刺激下发生自愈合,解决了柔性电子设备损伤后无法使用的问题。在这基础上添加交联剂,使得多糖水凝胶的网络结构更致密,具有优异的拉伸、压缩性能,在柔性电子领域具有良好的应用前景。

11、本专利技术具有以下优点:

12、1)本专利技术制备的羧甲基纤维素复合水凝胶具有较为优秀的力学性能;

13、2)本专利技术制备的羧甲基纤维素复合水凝胶具有可在无外界环境刺激下常温自愈的特性;

14、3)本专利技术制备的羧甲基纤维素复合水凝胶具有应变传感性能;

15、4)本专利技术的羧甲基纤维素复合水凝胶制备工艺简单,易于操作。

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【技术保护点】

1.一种基于羧甲基纤维素并具有应变传感性能水凝胶的制备方法,其特征在于:

2.根据权利要求1所述的基于羧甲基纤维素并具有应变传感性能水凝胶的制备方法,其特征在于:

3.根据权利要求1所述的基于羧甲基纤维素并具有应变传感性能水凝胶的制备方法,其特征在于:

4.根据权利要求3所述的基于羧甲基纤维素并具有应变传感性能水凝胶的制备方法,其特征在于:

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【技术特征摘要】

1.一种基于羧甲基纤维素并具有应变传感性能水凝胶的制备方法,其特征在于:

2.根据权利要求1所述的基于羧甲基纤维素并具有应变传感性能水凝胶的制备方法,其特征在于:

3.根据权利要求1所述的基于羧甲基纤维素并具有应变传...

【专利技术属性】
技术研发人员:王芳黄可欣王嘉骏陈成
申请(专利权)人:南京林业大学
类型:发明
国别省市:

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