[发明专利]一种双网络水凝胶及其制备方法与应用

权利要求书

1.一种双网络水凝胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将单体丙烯酰胺、硅纳米粒子、氧化剂、交联剂、催化剂加入到水中，混合均匀，充氮，注模，聚合，得到聚丙烯酰胺-硅水凝胶；

(2)将步骤(1)所述聚丙烯酰胺-硅水凝胶浸泡在吡咯和植酸的混合溶液中，再加入氧化剂和甘油溶液，聚合，得到聚丙烯酰胺-硅/聚吡咯-植酸双网络水凝胶。

2.根据权利要求1所述双网络水凝胶的制备方法，其特征在于，

步骤(1)所述氧化剂为过硫酸铵；

步骤(1)所述交联剂为N，N-亚甲基双丙烯酰胺；

步骤(1)所述催化剂为四甲基乙二胺；

步骤(1)所述硅纳米粒子的粒径为12nm、比表面积为220m²/g。

3.根据权利要求2所述双网络水凝胶的制备方法，其特征在于，

所述过硫酸铵的质量为单体丙烯酰胺质量的0.8％-1％；

所述N，N-亚甲基双丙烯酰胺的质量为单体丙烯酰胺质量的0.0017％；

所述四甲基乙二胺的质量为单体丙烯酰胺质量的0.62％；

步骤(1)所述单体丙烯酰胺在体系中的浓度为0.20-0.25g/mL；

步骤(1)所述硅纳米粒子在体系中的浓度为6-30％。

4.根据权利要求3所述双网络水凝胶的制备方法，其特征在于，

步骤(1)所述丙烯酰胺在体系中的浓度为0.25g/mL；

步骤(1)所述硅纳米粒子在体系中的浓度为18％。

5.根据权利要求1所述双网络水凝胶的制备方法，其特征在于，

步骤(2)所述吡咯和植酸的混合溶液中，植酸和吡咯的摩尔比为0.5-1.4：1；

步骤(2)所述氧化剂为过硫酸铵，过硫酸铵与吡咯的质量比为0.04-1：0.05-1；

步骤(2)所述甘油溶液与所述聚丙烯酰胺-硅水凝胶的体积比为1：1；

步骤(2)所述甘油溶液的浓度为体积比30％-70％。

6.根据权利要求5所述双网络水凝胶的制备方法，其特征在于，

步骤(2)所述吡咯和植酸的混合溶液中，植酸和吡咯的摩尔比为0.7：1；

所述过硫酸铵与吡咯的质量比为0.048：1；

步骤(2)所述甘油溶液的浓度为体积比50％。

7.根据权利要求1所述双网络水凝胶的制备方法，其特征在于，

步骤(1)所述充氮的时间为20-30min；

步骤(1)所述聚合的时间为12-24h；

步骤(2)所述浸泡的时间为6-48h；

步骤(2)所述聚合为10～-20℃聚合12-24h。

8.一种双网络水凝胶，其特征在于，通过权利要求1-7任一项所述制备方法制备得到。

9.权利要求8所述双网络水凝胶在制备水凝胶柔性应变传感器及其他柔性可穿戴电子设备中的应用；

所述水凝胶柔性应变传感器的制备方法：将两个铜箔电极连接到双网络水凝胶两侧，即得水凝胶柔性应变传感器。