【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于生物质水凝胶与柔性传感器件领域。
技术介绍
1、导电水凝胶由于其类似人体组织的柔软特性而得到了广泛的研究和应用，使其在各种前沿应用，如传感器、超级电容和软机器人，成为很有前景的材料。然而，传统的水凝胶因为交联度低，含水量高，导致其环境耐受性差、导电性差、机械性能差，其应用受到了限制。因此，开发一种机械性能好，导电性好，环境耐受型水凝胶是非常必要的。为了解决这一问题，常向其中添加填料以改善其机械性能或提供功能。
2、许多研究已经报道了改善水凝胶力学性能的策略。这些策略包括在水凝胶中添加纳米材料以增强交联强度，或设计互渗透的网络结构以提高力学性能。然而，这些方法只能实现一个较窄的力学性能范围，此外这些方法价格昂贵且复杂，甚至会产生有毒的副产物。现有在水凝胶中添加木质素进行改性，其木质素的来源多为工业利用纤维素后(如制浆造纸、生物能源发酵)的副产物，木质素的大部分活性基团在分离过程中被破坏，同时，这些木质素的生产过程污染严重，耗水量高，因此，有必要开发一种绿色环保的方式将木质素引入水凝胶中。
3、且通常情况下，丙烯酸需要光引发或热引发等外界刺激下才能完成聚合，形成水凝胶，且反应条件难以控制，能耗高，形成的水凝胶不均匀，导致水凝胶机械性能差。
技术实现思路
1、本专利技术要解决现有水凝胶环境耐受性差、导电性差、机械性能差，需要光引发或热引发等外界刺激下才能完成聚合，制备方法复杂，能耗高，副产物多的问题，进而提供一种室温下快速合成木质素水凝胶的方法及应用
2、一种室温下快速合成木质素水凝胶的方法，其特征在于它是按以下步骤进行的：
3、一、制备可聚合木质素提取溶剂：
4、将氯化锌、丙烯酸和水混合，然后加热搅拌，得到可聚合木质素提取溶剂；
5、二、制备含有木质素的提取液：
6、将木粉与可聚合木质素提取溶剂混合，然后加热搅拌，冷却后离心去掉残留木粉，得到含有木质素的提取液；
7、三、制备水凝胶：
8、按质量份数称取2份～8份含有木质素的提取液、0.21份～3.95份氯化锌、6.01份～8.70份丙烯酸、7.18份～9.72份水、0.03份～0.1份引发剂及0.03份～0.1份交联剂，将称取的水分为第一份水和第二份水，将含有木质素的提取液、氯化锌、丙烯酸及第一份水混合，得到溶液a，将称取的引发剂、交联剂及第二份水混合，得到溶液b，然后将溶液a和溶液b混合，最后室温下聚合，得到木质素水凝胶。
9、一种室温下快速合成木质素水凝胶的应用，将木质素水凝胶组装成传感器，用于监测人体运动信号、脉搏及温度变化。
10、本专利技术的有益效果是：
11、本专利技术水凝胶的制备过程绿色无污染，制备方法简单，副产物只有木质素提取后剩余的木粉，而且木粉可被再利用或自然降解。凝胶具有抗冻性，对紫外线有过滤作用。水凝胶室温下电导率可达0.275s/m～0.878/ms/m，室温下拉伸应力0.26mpa～3.28mpa，室温下断裂伸长率336.66％～540.68％；水凝胶-18℃下电导率可达0.2s/m～0.614s/m，-18℃下拉伸应力0.81mpa～3.24mpa，-18℃下断裂伸长率313.66％～497.68％。组装成传感器后，水凝胶可以稳定监测人体运动信号和温度变化。
12、说明书附图
13、图1为实施例三制备的木质素水凝胶在低温下保持柔软的实物图，a为光学照片，b为红外摄像照片；
14、图2为实施例一到六制备的木质素水凝胶在-18℃下储存1h后的力学拉伸曲线；
15、图3为实施例四的木质素水凝胶的实物图；
16、图4为实施例五及六制备的木质素水凝胶对紫外线的过滤实物图；
17、图5为实施例三制备的木质素水凝胶将脉搏信号转化为电信号；
18、图6为实施例三制备的木质素水凝胶将手指运动信号转为电信号；
19、图7为实施例三制备的木质素水凝胶将温度变化转为电信号；
20、图8为实施例二制备的木质素水凝胶的扫描电镜图；
21、图9为实施例五制备的木质素水凝胶的紫外光谱扫描图。
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1.一种室温下快速合成木质素水凝胶的方法，其特征在于它是按以下步骤进行的：
2.根据权利要求1所述的一种室温下快速合成木质素水凝胶的方法，其特征在于步骤一中所述的氯化锌与丙烯酸的摩尔比为1:(2～4)；步骤一中所述的氯化锌与水的摩尔比为1:(2～4)。
3.根据权利要求1所述的一种室温下快速合成木质素水凝胶的方法，其特征在于步骤一中所述的加热搅拌具体是在加热温度为80℃～100℃及搅拌速度为300rpm～400rpm的条件下，加热搅拌20min～40min。
4.根据权利要求1所述的一种室温下快速合成木质素水凝胶的方法，其特征在于步骤二中所述的木粉与可聚合木质素提取溶剂的质量比为1:(10～20)。
5.根据权利要求1所述的一种室温下快速合成木质素水凝胶的方法，其特征在于步骤二中所述的加热搅拌具体是在加热温度为80℃～100℃及搅拌速度为300rpm～400rpm的条件下，加热搅拌30min～60min。
6.根据权利要求1所述的一种室温下快速合成木质素水凝胶的方法，其特征在于步骤二中所述的离心去掉残留木粉具体是在转速为
7.根据权利要求1所述的一种室温下快速合成木质素水凝胶的方法，其特征在于步骤三中所述的引发剂为过硫酸钾。
8.根据权利要求1所述的一种室温下快速合成木质素水凝胶的方法，其特征在于步骤三中所述的交联剂为N,N'-亚甲基双丙烯酰胺。
9.根据权利要求1所述的一种室温下快速合成木质素水凝胶的方法，其特征在于步骤三中室温下聚合2min～37min。
10.如权利要求1制备的一种室温下快速合成木质素水凝胶的应用，其特征在于将木质素水凝胶组装成传感器，用于监测人体运动信号、脉搏及温度变化。
...【技术特征摘要】
1.一种室温下快速合成木质素水凝胶的方法，其特征在于它是按以下步骤进行的：
2.根据权利要求1所述的一种室温下快速合成木质素水凝胶的方法，其特征在于步骤一中所述的氯化锌与丙烯酸的摩尔比为1:(2～4)；步骤一中所述的氯化锌与水的摩尔比为1:(2～4)。
3.根据权利要求1所述的一种室温下快速合成木质素水凝胶的方法，其特征在于步骤一中所述的加热搅拌具体是在加热温度为80℃～100℃及搅拌速度为300rpm～400rpm的条件下，加热搅拌20min～40min。
4.根据权利要求1所述的一种室温下快速合成木质素水凝胶的方法，其特征在于步骤二中所述的木粉与可聚合木质素提取溶剂的质量比为1:(10～20)。
5.根据权利要求1所述的一种室温下快速合成木质素水凝胶的方法，其特征在于步骤二中所述的加热搅拌具体是在加热温度为80℃～100℃及搅拌速...
【专利技术属性】
技术研发人员：宋永明，杨雨桐，朱亚崇，王奉强，许民，
申请(专利权)人：东北林业大学，
类型：发明
国别省市：
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