[发明专利]一种抗冻、导电有机水凝胶及其制备方法、应用

说明书

本发明提供了一种有机水凝胶，所述有机水凝胶中含有Pickering粒子；所述Pickering粒子包括改性硅藻土或者改性SiO₂。该具有特定结构和组成的有机水凝胶含有Pickering粒子，而且在不使用也不含有表面活性剂的条件下，能够具有两亲性双连续网络结构，是一种双连续两亲性有机水凝胶。同时还具有优异的抗冻性和导电性。同时本发明提供的制备方法工艺简单、易于控制，有利于实现工业化规模生产和应用。

技术领域

本发明涉及Pickering乳液聚合技术领域，涉及一种有机水凝胶及其制备方法、应用，尤其涉及一种抗冻、导电有机水凝胶及其制备方法、应用。

背景技术

水凝胶是亲水的聚合物链通过化学或者物理相互作用形成的一类具有三维网络结构的材料。水凝胶具有亲水性，渗透性，生物相容性以及离子导电性，这些优异的性能使水凝胶在组织工程，药物释放，可穿戴设备等领域有着广泛的应用。由于含有大量的水，传统的水凝胶柔软，机械强度差，长期使用时由于水的挥发性能稳定性差，且在低温下容易结冰变硬，失去原有的性能，限制了水凝胶的应用。

两亲性双连续网络策略制备的有机水凝胶能够克服传统水凝胶的上述缺点。很多有机溶剂的凝固点比水低，有机水凝胶分散在水和有机溶剂组成的二元溶剂体系中，具有降低水凝胶中液相的凝固点，从而赋予有机水凝胶抗结冰性。同时在水凝胶中引入疏水聚合物网络，与水凝胶形成双连续网络结构，有利于改善水凝胶的机械性能，拓宽水凝胶的应用领域。

乳液模板聚合提供了新的制备双连续两亲性有机水凝胶的方法。然而，传统的乳液聚合需要加入大量的小分子表面活性剂，从而造成严重的环境污染。

因此，如何找到一种更为适宜的方法，在不使用小分子表面活性剂的情况下，更加环保的制备得到有机水凝胶，已成为诸多具有前瞻性的研究人员广为关注的焦点之一。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种有机水凝胶及其制备方法，特别是一种抗冻、导电有机水凝胶。本发明提供的有机水凝胶具有两亲性双连续网络结构，不使用小分子表面活性剂，而且具有较高的抗冻性和导电性，同时工艺简单、易于控制，有利于实现工业化规模生产和应用。

本发明提供了一种有机水凝胶，所述有机水凝胶中含有Pickering粒子；

所述Pickering粒子包括改性硅藻土或者改性SiO₂。

优选的，所述改性硅藻土的粒径小于等于20μm；

所述改性SiO₂的粒径为0.2～5μm；

所述改性硅藻土的水接触角为90°～125°；

所述改性SiO₂的水接触角为90°～125°。

优选的，所述有机水凝胶中具有两亲性双连续网络结构；

所述两亲性双连续网络结构由亲水聚合物链和亲油聚合物链通过共价键交联聚合后得到；

所述有机水凝胶中还包括抗冻剂和导电介质；

所述有机水凝胶为抗冻导电有机水凝胶；

所述有机水凝胶中不含有表面活性剂。

优选的，所述Pickering粒子在交联聚合过程中，位于油相和水相的界面处；

所述抗冻剂包括乙二醇和/或甘油；

所述导电介质包括卤化金属盐和/或离子液体。

本发明提供了一种有机水凝胶，包括：

油相，按原料质量份数计，包括：