[发明专利]聚(3，4-乙撑二氧噻吩)复合材料及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及一种导电复合材料，尤其涉及一种聚(3，4‑乙撑二氧噻吩)复合材料及其制备方法和应用。通过将磺化木素和3,4乙撑二氧噻吩单体溶解于水中，与过硫酸铵在氮气氛围下反应，制备聚(3，4‑乙撑二氧噻吩)/磺化木素分散液。然后将过硫酸铵加入到丙烯酸中搅拌均匀，再加入聚(3，4‑乙撑二氧噻吩)/磺化木素分散液，分散均匀，混合物水浴加热直到凝胶完全形成，所得凝胶放在甘油中浸泡，取出得到聚(3，4‑乙撑二氧噻吩复合材料。本发明产品，使复合材料兼具抗冻性、粘附性、可塑性、生物相容性等优势，可用于制备柔性电极，用于检测心电、肌电等。

【技术领域】

本发明涉及一种导电复合材料，尤其涉及一种聚(3，4-乙撑二氧噻吩)复合材料及其制备方法和应用。

【背景技术】

近些年来，具有应变传感功能导电水凝胶研究非常热门，通过将机械变形转换为电信号的水凝胶传感器在商业电极、人体运动检测、健康监测和人机互动中得到了蓬勃发展。柔性电极需要具备机械适应性即温和塑性变形，以完全匹配弯曲、拉升、压缩和动态表面，以及粘附在表皮实现其易于穿戴的特性，与此同时，作为电子皮肤必须具备的抗冻、无毒、生物相容性以及生物降解性等优点。

磺化木素即木质素磺酸，作为聚(3，4-乙撑二氧噻吩)的分散剂与掺杂剂，制备的聚(3，4-乙撑二氧噻吩)/磺化木素是一种性能优异的导电高分子，它导电率高、物理化学稳定性好。这种分散液在电子、医学、军事、生物等领域得到广泛利用，但是难以兼具抗冻、粘附性、可塑性、生物相容性等优势，不适用于制备柔性电极。

【发明内容】

本发明要解决的技术问题，在于提供一种聚(3，4-乙撑二氧噻吩)复合材料及其制备方法和应用，使复合材料兼具抗冻性、粘附性、可塑性、生物相容性等优势，可用于制备柔性电极。

本发明是这样实现的：

本发明首先提供了一种聚(3，4-乙撑二氧噻吩)复合材料的制备方法，所述方法包括以下步骤：

步骤一、将磺化木素溶解在水中，加入3,4乙撑二氧噻吩单体，搅拌均匀后，加入过硫酸铵，在氮气氛围中反应，制备聚(3，4-乙撑二氧噻吩)/磺化木素分散液；

步骤二、将过硫酸铵加入到丙烯酸中，搅拌均匀，再加入步骤一所得聚(3，4-乙撑二氧噻吩)/磺化木素分散液，加水稀释，加入N,N亚甲基双丙烯酰胺，搅拌后超声分散均匀，然后水浴加热直到凝胶完全形成；

步骤三、取步骤二中所得凝胶，放在甘油中浸泡，取出得到聚(3，4-乙撑二氧噻吩复合材料。

进一步地，步骤一在氮气氛围中反应24h。

进一步地，步骤二所述水浴加热的条件为：50℃水浴中加热2h。

进一步地，步骤三所述凝胶放在甘油中浸泡2-3h。

进一步地，步骤一所述磺化木素与3,4乙撑二氧噻吩单体的质量比为2：1，过硫酸铵与3,4乙撑二氧噻吩单体的质量比为1.3：1。

进一步地，步骤二所述丙烯酸与所述过硫酸铵的质量比为6：0.5-0.55，聚(3，4-乙撑二氧噻吩)/磺化木素与N,N亚甲基双丙烯酰胺的质量比为0.024：0.48；聚(3，4-乙撑二氧噻吩)/磺化木素与丙烯酸的质量比为0.0002：0.004。

本发明还提供了由上述制备方法制得的聚(3，4-乙撑二氧噻吩)复合材料，以及所述聚(3，4-乙撑二氧噻吩)复合材料在制备柔性电极中的应用。

进一步地，所述柔性电极为可穿戴智能医疗设备用的柔性电极。

本发明具有如下优点：