[发明专利]一种高含量聚苯胺基导电水凝胶材料及其应用

权利要求书

1.一种聚苯胺基导电水凝胶材料，其特征在于，该材料是以羧甲基纤维素钠、苯胺、丙烯酰胺、聚乙烯亚胺、浓磷酸作为主要原料经过两步原位氧化聚合制得机械性能和电活性协同增强的导电聚合物水凝胶复合材料；该材料的制备方法是在羧甲基纤维素钠溶液中加入苯胺单体、过硫酸铵和浓盐酸，进行第一次原位聚合得到聚苯胺/羧甲基纤维素钠预凝胶分散液；该分散液经过透析后，加入浓磷酸、聚乙烯亚胺、丙烯酰胺、N，N-亚甲基双丙烯酰胺和2，2-偶氮二(2-甲基丙基脒)二盐酸盐，并转移至模具中进行第二次原位聚合，得到高含量聚苯胺基导电水凝胶材料；其中，聚苯胺的含量为2.2～6.5 mg/cm³。

2.根据权利要求1所述的聚苯胺基导电水凝胶材料，其特征在于，进行第一次原位聚合时，羧甲基纤维素钠溶液的浓度为1wt％，苯胺的浓度为0.1～1 mol/L，浓盐酸为1 mol/L，过硫酸铵与苯胺单体的摩尔比为1∶1，反应温度为0 ℃，反应温度为12小时。

3.根据权利要求1所述的聚苯胺基导电水凝胶材料，其特征在于，进行第二次原位聚合时，依次添加聚苯胺/羧甲基纤维素钠预凝胶分散液、浓磷酸、聚乙烯亚胺、丙烯酰胺，四者重量比为：1∶1∶0.04∶0.4～1∶1∶0.1∶1；N，N-亚甲基双丙烯酰胺的添加量为丙烯酰胺的0.06wt％～0.2wt％，2，2-偶氮二(2-甲基丙基脒)二盐酸盐添加量为丙烯酰胺的2.5wt％，模具置于60℃水浴中保温1h形成聚苯胺基导电水凝胶。

4.如权利要求1-3任一项所述的聚苯胺基导电水凝胶材料，其特征在于，该材料具有优异的拉伸性能和导电性能，断裂伸长率最大为750％，电导率最大为1.46 S/cm；所述材料在组装的柔性超级电容器中，面积比电容值高达到670 mF/cm²。