[发明专利]水下黏附抗溶胀水凝胶及柔性应变传感器

权利要求书

1.一种水下黏附抗溶胀水凝胶，其特征在于：它是以烷基丙烯酸酯、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯、丙烯酸-2-羟基乙酯为原料，将烷基丙烯酸酯、表面活性剂和氯化钠在水中搅拌至澄清得到前驱体A，将三氯化铁溶液滴加到甲基丙烯酸二甲氨基乙酯、丙烯酸-2-羟基乙酯和化学交联剂的混合溶液中，超声分散均匀得到前驱体B，真空去除前驱体A中的气泡，再将前驱体A与前驱体B混合，加入引发剂溶液，室温超声分散、静置，得到可水下黏附、抗溶胀的水凝胶；其中，所述的烷基丙烯酸酯为丙烯酸十八酯、丙烯酸十四酯、丙烯酸十二酯中的一种。

2.一种水下黏附抗溶胀水凝胶的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤（1）、在温度30～60℃下，将烷基丙烯酸酯、表面活性剂和氯化钠在水中搅拌至澄清，得到前驱体A；所述的烷基丙烯酸酯为丙烯酸十八酯、丙烯酸十四酯、丙烯酸十二酯中的一种；

步骤（2）、将水溶性铁盐溶液滴加到甲基丙烯酸二甲氨基乙酯、丙烯酸-2-羟基乙酯和化学交联剂混合溶液中，超声分散均匀得到前驱体B；

步骤（3）、真空去除前驱体A中的气泡，再将前驱体A与前驱体B混合，加入引发剂溶液，室温超声分散、静置，得到可水下黏附、抗溶胀的水凝胶；

步骤（4）、将水凝胶清洗干净，表面干燥。

3.根据权利要求2所述的水下黏附抗溶胀水凝胶的制备方法，其特征在于：步骤（1）中，所述的氯化钠和表面活性剂的质量比为1:9～1:12；所述的氯化钠和烷基丙烯酸酯的质量比为10:11～6:5；所述的水和氯化钠的质量比为10:1～25:1。

4.根据权利要求2所述的水下黏附抗溶胀水凝胶的制备方法，其特征在于：所述的表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠中的一种。

5.根据权利要求2所述的水下黏附抗溶胀水凝胶的制备方法，其特征在于：步骤（2）中，所述的水溶性铁盐和甲基丙烯酸二甲氨基乙酯的摩尔比为1:20～1:50；所述的甲基丙烯酸二甲氨基乙酯和丙烯酸-2-羟基乙酯的摩尔比为1:1～5:1；所述的甲基丙烯酸二甲氨基乙酯和化学交联剂的摩尔比为200:1～400:1。

6.根据权利要求5所述的水下黏附抗溶胀水凝胶的制备方法，其特征在于：步骤（2）中，所述的水溶性铁盐和甲基丙烯酸二甲氨基乙酯的摩尔比为1:20～1:25。

7.根据权利要求2所述的水下黏附抗溶胀水凝胶的制备方法，其特征在于：所述的水溶性铁盐溶液的浓度为0.0001～0.003mol/mL；

所述的水溶性铁盐为氯化铁、硫酸铁、硝酸铁中的一种；

所述的化学交联剂为乙二醛、二苯基甲烷二异氰酸酯、亚甲基双丙烯酰胺中的一种。

8.根据权利要求2所述的水下黏附抗溶胀水凝胶的制备方法，其特征在于：步骤（3）中，按照烷基丙烯酸酯和甲基丙烯酸二甲氨基乙酯的质量比为1:15～1:30将前驱体A与前驱体B混合；

所述的引发剂与甲基丙烯酸二甲氨基乙酯的摩尔比为1:20～1:50；

所述的引发剂溶液的浓度为0.0002～0.002mol/mL；

所述的引发剂为过硫酸铵、过硫酸钾中的一种。

9.根据权利要求2所述的水下黏附抗溶胀水凝胶的制备方法，其特征在于：步骤（3）中，所述的超声功率为10～100W。

10.一种水下黏附抗溶胀水凝胶柔性应变传感器，其特征在于：它是将权利要求1所述的水下黏附抗溶胀水凝胶安装电极，组成的柔性应变传感器。

11.权利要求10所述的水下黏附抗溶胀水凝胶柔性应变传感器在制备电子皮肤、水下实时健康监测设备、水下柔性智能机器人、拉伸应变检测装备的应用。