[发明专利]自愈合导电水凝胶、其制备方法及其应用

权利要求书

1.一种自愈合导电水凝胶，其特征在于，所述水凝胶由聚苯胺和聚乙烯醇合成，所述聚苯胺是采用常规低温化学氧化法合成的，即冰水浴条件下加入氧化剂过硫酸铵得到聚苯胺预聚体。

2.一种自愈合导电水凝胶制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：在低温条件下向容器中加入定量的稀盐酸和苯胺溶液，高速磁力搅拌混合溶液15~20 min；

步骤2：在上述步骤1中的混合溶液中加入氧化剂过硫酸铵，搅拌使其完全溶解，然后反应4~6 h；

步骤3：在上述步骤2中的混合溶液置于室温，待其恢复至室温；

步骤4：在上述步骤3中的混合溶液中加入PVA颗粒，再将其放置于油浴锅中在机械外力的搅拌下，将PVA颗粒完全溶解（20~30 min），最后获得PANI/PVA混合溶液；

步骤5：将制得的混合溶液按照自己所需的形状定型，放入的冰箱中进行冷冻3~4 h，然后置于恒温箱陈化50~60 h，即可得到PANI/PVA自愈合导电水凝胶。

3.根据权利要求2所述的自愈合导电水凝胶制备方法，其特征在于，所述自愈合水凝胶是采用冷冻-融化的方法制备得到，所述的PVA颗粒的重均分子量M_w=~145000 g/mol。

4.根据权利要求2所述的自愈合导电水凝胶制备方法，其特征在于，上述步骤1中的稀盐酸的浓度可在0.5 ~1.5 mol/L选取，所占至整个体系的质量分数为80%；低温环境是指在冰水浴条件下；磁力搅拌速度为300 rad/min。

5.根据权利要求2所述的自愈合导电水凝胶制备方法，其特征在于，上述步骤2中过硫酸铵和苯胺的物质的量比可在1:1~2:1选取。

6.根据权利要求2所述的自愈合导电水凝胶制备方法，其特征在于，上述步骤4中机械搅拌可先低速，防止PVA颗粒部分粘附于反应器上方没法溶解，再中速150 rad/min搅拌溶解即可。

7.根据权利要求2所述的自愈合导电水凝胶制备方法，其特征在于，上述步骤5中低温冰箱冷冻温度是-18℃，恒温箱温度是25℃。

8.如权利1要求所述自愈合导电水凝胶的自愈合效率测试方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：将规格为长40 mm，宽和厚都是6 mm的长方体形状的水凝胶从最小横截面（6mm*6mm）切开成两部分，然后将两部分水凝胶断裂面接触贴合挤压一下，静止3 min；

步骤2：对愈合后的水凝胶进行机械性能拉伸测试，计算得到愈合效率；愈合效率计算方法如下：愈合效率=水凝胶愈合后拉伸模量/水凝胶初始拉伸模量×100%。

9.如权利1要求所述自愈合导电水凝胶的电导率测试方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：将规格为长40 mm，宽和厚都是6 mm的长方体的水凝胶按照10 mm的间隔标记成四段，再以10 mm、20 mm、30 mm、40 mm的间隔分别测试材料的电阻，做以统计；

步骤2：对步骤1所统计的数据进行分析，根据不同测试距离下所对应的电阻可绘制得到长度L对电阻R的关系图，然后根据公式R/L=1/（σ*A）可求得σ，其中，A是截面积，σ电导率，本实验中是6 mm*6 mm。

10.如权利1要求所述自愈合导电水凝胶的人体运动监测测试方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：将规格为长40 mm，宽和厚都是6 mm的长方体的水凝胶两端外接电路连接于电化学工作站中形成闭合回路，水凝胶充当部分导线作用，然后将水凝胶贴敷于运动关节处；

步骤2：设定电化学工作站的工作电压，以及工作模式I-t曲线进行测试，根据关节运动发生电阻变化，将其转换为电流变化，从而实现对人体的运动监测。