【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于水凝胶制备，具体涉及到一种抗冻透明聚乙烯醇水凝胶及其制备方法。
技术介绍
1、导电水凝胶主要是通过将带电盐或导电材料结合到弹性三维水凝胶网络中实现离子导电或电子导电。
2、聚乙烯醇(pva)是一种水溶性高分子，无毒且具有良好的生物相容性和生物可降解性等优点，聚乙烯醇可通过物理、化学或辐射交联方法制备聚乙烯醇导电水凝胶。聚乙烯醇导电水凝胶因其低成本、无毒、生物相容性和可生物降解性而被广泛应用于应变传感器领域。
3、通常化学或辐射交联方法制备出的聚乙烯醇导电水凝胶残留微量毒性交联剂，难以消除，限制了其在医疗健康领域的应用。物理方法制备导电水凝胶方法简单易制备，且在应用中也具备良好的物理性能。目前多数通过物理方法制备的聚乙烯醇导电水凝胶在低温下抗冻性不佳且透明性差，因为通过反复冷冻和解冻pva溶液形成的水凝胶，导致无定形结构域和结晶结构域穿插在一起，这些结晶域使水凝胶不透明，并阻碍其在外部应变下耗散能量的能力，限制了其在需要透明度的应用中的使用。但是部分透明性好的水凝胶却含有对人体有害的有机溶剂，如二甲基亚砜等。
4、针对聚乙烯醇导电水凝胶在应变传感器领域的应用，良好的透明度可以使电子设备的内部情况可视化，这可以减少与传感器的可见差异；由于水凝胶里面有大量的湿气，它们在低温环境下容易结冰和硬化，这限制了它们在低温下的应用。
5、因此，制备出耐抗冻且透明性良好的导电水凝胶对扩大导电水凝胶的应用具有重要的意义。
技术实现思路
1、
2、鉴于上述和/或现有技术中存在的问题，提出了本专利技术。
3、因此，本专利技术的目的是，克服现有技术中的不足，提供一种抗冻透明聚乙烯醇水凝胶。
4、为解决上述技术问题，本专利技术提供了如下技术方案：包括pva、甘油、海藻糖、无机盐和去离子水；
5、其中，以各原料的质量份数计，所述pva为5～15份，所述去离子水为41～82份，所述甘油为9～28份，所述海藻糖为2～6份，所述无机盐为2～10份。
6、作为本专利技术所述制备方法的一种优选方案，其中：所述抗冻透明聚乙烯醇水凝胶具有以下特性：
7、(a)室温下拉伸强度为1.0～1.3mpa；
8、(b)室温下断裂伸长率为730～815％；
9、(c)室温下透光率为89.1～89.8％；
10、(d)-80℃下透光率为84.4～88.1％。
11、本专利技术的再一个目的是，克服现有技术中的不足，提供一种抗冻透明聚乙烯醇水凝胶的制备方法。
12、作为本专利技术所述制备方法的一种优选方案，其中：包括，
13、将pva、去离子水、甘油、海藻糖加热搅拌后冷却，加入无机盐搅拌后真空消泡，置于-20℃下冷冻后室温解冻，冷冻解冻循环3次后得到抗冻透明聚乙烯醇导电水凝胶。
14、作为本专利技术所述制备方法的一种优选方案，其中：所述加热搅拌温度90～95℃。
15、作为本专利技术所述制备方法的一种优选方案，其中：所述加热搅拌时间为3～3.5h。
16、作为本专利技术所述制备方法的一种优选方案，其中：所述冷却温度为45～50℃。
17、作为本专利技术所述制备方法的一种优选方案，其中：所述无机盐为氯化钠、氯化镁、氯化钙、氯化锂、氯化钾、硫酸钠中的一种。
18、作为本专利技术所述制备方法的一种优选方案，其中：所述搅拌时间为1h。
19、作为本专利技术所述制备方法的一种优选方案，其中：所述冷冻时间为18h。
20、作为本专利技术所述制备方法的一种优选方案，其中：所述解冻时间为4h。
21、本专利技术有益效果：
22、(1)本专利技术中的采用水和甘油双溶剂，甘油在一定程度上抑制了大冰晶的形成，同时该实验的海藻糖在低温下能防止水结晶，因为它可以分解水的四面体氢键网络，并抑制结冰的氢键构型的形成，使其水凝胶更具有抗冻性和透明性；而且海藻糖中的含有羟基可与聚乙烯醇中羟基产生强氢键网络，生成的导电水凝胶具有更高的拉伸强度，因此，海藻糖的加入可生成具更具有耐抗冻性、透明度高、拉伸强度好的三维网络聚乙烯醇导电水凝胶。
23、(2)本专利技术针对聚乙烯醇导电水凝胶在应变传感器领域的应用，良好的透明度可以使电子设备的内部情况可视化，这可以减少与传感器的可见差异；由于水凝胶里面有大量的湿气，它们在低温环境下容易结冰和硬化，这限制了它们在低温下的应用，为此制备出耐抗冻且透明性良好的导电水凝胶对扩大导电水凝胶的应用具有重要的意义。
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1.一种抗冻透明聚乙烯醇水凝胶，其特征在于：包括PVA、甘油、海藻糖、无机盐和去离子水；
2.如权利要求1所述的抗冻透明聚乙烯醇水凝胶，其特征在于：所述抗冻透明聚乙烯醇水凝胶具有以下特性：
3.权利要求1或2所述抗冻透明聚乙烯醇水凝胶的制备方法，其特征在于：包括，
4.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于：所述加热搅拌温度90～95℃。
5.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于：所述加热搅拌时间为3～3.5h。
6.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于：所述冷却温度为45～50℃。
7.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于：所述无机盐为氯化钠、氯化镁、氯化钙、氯化锂、氯化钾、硫酸钠中的一种。
8.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于：所述加入无机盐搅拌，其中，搅拌时间为1～2h。
9.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于：所述冷冻时间为16～18h。
10.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于：所述解冻时间为3～4h。
【技术特征摘要】
1.一种抗冻透明聚乙烯醇水凝胶，其特征在于：包括pva、甘油、海藻糖、无机盐和去离子水；
2.如权利要求1所述的抗冻透明聚乙烯醇水凝胶，其特征在于：所述抗冻透明聚乙烯醇水凝胶具有以下特性：
3.权利要求1或2所述抗冻透明聚乙烯醇水凝胶的制备方法，其特征在于：包括，
4.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于：所述加热搅拌温度90～95℃。
5.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于：所述加热搅拌时间为3～3.5h。
<...【专利技术属性】
技术研发人员：宋璐，秦舒浩，高成涛，张黎，单艳茹，李娟，罗珊珊，李剑，孙静，黄绍文，王彦文，
申请(专利权)人：贵州省材料产业技术研究院，
类型：发明
国别省市：
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