[发明专利]一种PNAGA/PANI自修复导电水凝胶的制备方法

摘要

本发明公开了一种自修复导电水凝胶的制备方法，属于高分子材料技术领域。它通过以下步骤得到首先合成单体丙烯酰基甘氨酰胺，表示为NAGA，并通过光聚合制备一系列不同NAGA浓度的自修复水凝胶；再使苯胺(ANI)在其中原位聚合后，制得自修复导电水凝胶。本发明的PNAGA/PANI水凝胶其他水凝胶相比，不单单具有自修复或自愈合的能力，而是同时具备自修复或自愈合的能力和导电性能；且PNAGA的浓度影响凝胶自修复性能，随着PNAGA浓度的提高，其自修复达到一最高值。本发明制备的自修复导电水凝胶有望应用于具有自修复性的柔性超级电容器。

主权项

一种PNAGA/PANI自修复导电水凝胶的制备方法，其特征是以丙烯酰基甘氨酰胺为聚合单体，提供自修复性能，以聚苯胺为导电基元；通过以下步骤得到：步骤一：甘氨酰胺盐酸盐加入配有机械搅拌且置于冰浴中的三口烧瓶中，通氮气，加入冰水，搅拌至完全溶解；冰乙醚和冰2mol·L‑1K2CO3溶液相继加入烧瓶中，将丙烯酰氯溶于乙醚中，逐滴加入500rpm搅拌下的三口烧瓶中，然后室温反应2～6h；用6M HCl溶液将溶液pH调至2，除去有机相后，水溶液用乙醚洗涤三次，用木炭除去溶液颜色，过滤，残留乙醚用在15～25℃下旋蒸除去，然后用2M NaOH溶液将溶液的pH调节至中性，冷冻干燥得粗产物，用乙醇/甲醇溶液洗三次，待溶剂蒸发后得到NAGA；用乙醇/甲醇溶液在135～155℃下溶解，重结晶，得到产物为丙烯酰基甘氨酰胺，表示为NAGA；步骤二：将一定量NAGA溶于一定量的去离子水中，将光引发剂加入溶液中，在氮气环境下彻底搅拌直至溶解；之后，将混合物加入矩形塑料槽(长100mm,宽50mm)中，在加热的条件下反应40～60min；利用去离子水清洗聚合得到的水凝胶去除杂质后，置于45～55℃烘箱中干燥至衡重备用，得到的水凝胶表示为PNAGA‑X，其中X表示单体的质量浓度；步骤三：将干燥的水凝胶基质至于苯胺与植酸混合溶液中充分溶胀，再将其转移到APS溶液中反应4～6h，得到混合水凝胶，将其浸泡于去离子水中24～36h，其间换水5～8次，得到PNAGA与聚苯胺的复合水凝胶，表示为PNAGA/PANI。