[发明专利]一种多功能聚乙烯醇/聚吡咯/MnFe2

说明书

本发明提供一种多功能聚乙烯醇/聚吡咯/MnFe₂SO₄复合水凝胶的制备方法，制备方法，包括以下步骤：在聚吡咯纳米管上负载MnFe₂SO₄纳米粒子，得到聚吡咯/MnFe₂SO₄纳米复合物；将聚吡咯/MnFe₂SO₄纳米复合物加入至聚乙烯醇水溶液中，得到聚乙烯醇/聚吡咯/MnFe₂SO₄共混液；向聚乙烯醇/聚吡咯/MnFe₂SO₄共混液中加入硼砂作为交联剂，得到多功能聚乙烯醇‑聚吡咯/MnFe₂SO₄复合水凝胶。本发明所得的多功能聚乙烯醇‑聚吡咯/MnFe₂SO₄复合水凝胶兼具良好的导电性和磁性，还具有自愈性和粘附性，更有优良的模塑性，可轻易通过注射器快速施胶，随意书写导电线路，并保持电路通畅。同时，该水凝胶还可模拟人体皮肤，作为触屏笔使用。而且本发明的制备方法简单，无需复杂设备，成型周期短，对环境无污染。

技术领域

本发明涉及聚合物功能材料技术领域，特别涉及一种多功能聚乙烯醇/聚吡咯/MnFe₂SO₄复合水凝胶的制备方法。

背景技术

导电水凝胶由于具有高度的灵敏性、优异的柔韧性和良好的附着力，被认为是检测人体运动信号、医疗诊断、人机相连和人造皮肤传感器的理想候选材料。然而，许多材料由于性能单一而受到限制。磁性被认为是水凝胶另一个重要的性能，但兼具磁性和导电性的水凝胶较少。

将磁性引入水凝胶中的主要途径是直接将磁性粒子结合到水凝胶中。然而，在静电作用和水凝胶氢键作用下，磁性粒子易发生团聚。当将磁性粒子单独加入水凝胶中时，通常很难分散，甚至与凝胶介质之间出现分层，正因如此，大多数报道主要研究水凝胶的导电性，尽管有少数报道兼有导电性和磁性的材料，却缺少其他重要的性质，如模塑性、自修复性、粘附性和力学性能，这限制了其在传感器中的实际应用。因此，制备一种兼具导电性和磁性等多种优异性能的多功能水凝胶，且制备方法绿色环保、简单快捷仍然是一个挑战。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种多功能聚乙烯醇/聚吡咯/MnFe₂SO₄复合水凝胶的制备方法，以解决现有水凝胶功能单一的问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种多功能聚乙烯醇/聚吡咯/MnFe₂SO₄复合水凝胶的制备方法，包括以下步骤：

1)将聚吡咯纳米管加入至去离子水中，超声分散，得到质量分数为0.1％-10％的聚吡咯悬浮液；

2)向所述聚吡咯悬浮液中加入铁盐和锰盐，在50-100℃下搅拌1-10h后，用氢氧化钠调节pH至7-13，继续搅拌5-40min，然后，降温至0-25℃，洗涤离心，冻干，得到聚吡咯/MnFe₂SO₄纳米复合物；

3)将聚乙烯醇加入至去离子水中，搅拌溶解，得到质量分数为1％-30％的聚乙烯醇水溶液；

4)向降温至20-50℃的所述聚乙烯醇水溶液中加入所述聚吡咯/MnFe₂SO₄纳米复合物，搅拌，得到聚乙烯醇/聚吡咯/MnFe₂SO₄共混液；

5)将硼砂加入到所述聚乙烯醇/聚吡咯/MnFe₂SO₄共混液中，得到多功能聚乙烯醇/聚吡咯/MnFe₂SO₄复合水凝胶。

可选地，所述步骤1)中所述聚吡咯纳米管由以下方法制得：