一种可自愈导电水凝胶的制备方法

本发明涉及导电水凝胶，具体涉及一种可自愈导电水凝胶的制备方法。

背景技术：

1、大自然中的自愈合现象是生物体组织受到损伤时，受伤部位的细胞会分裂重组使损伤部位慢慢愈合，它是生物为了生存在自然界优胜劣汰的规则下逐渐形成出的一种本能。随着人类社会的进步，大量材料被人类开发和利用，但传统材料一旦受到结构损伤或破坏可能无法继续使用，为了延长材料的使用寿命，研究者们探究在材料中引入自愈合性能的方法。最初的自愈合研究主要是在材料中引入包有修复剂的微胶囊体系等，一旦材料受损，微胶囊也跟着受损从而释放出内部的修复成分使得损伤部位得到修复，但这种愈合的次数有限，无法起到反复愈合的效果。当前，研究者们将目光更多的投向本征型愈合材料，这种材料自身的动态可逆化学键可以在已经断裂的情况下重新成键来促使损伤部位愈合，这种愈合的次数不受限制，因而引起了科研人员更广泛的关注。在导电水凝胶的研究过程中，自愈合功能的引入能够延长导电水凝胶的使用寿命，拓宽它的应用范围。

2、本征型可自愈水凝胶具有动态可逆化学键，它的存在使材料的愈合过程是自发进行的。这些动态可逆化学键包括亚胺键、硼酯键、酰腙键等。sa水凝胶本身不具备自愈合性能，但它分子结构中的-cooh可以与其他化学试剂进行接枝改性，使sa分子链上拥有能形成动态可逆化学键的基团。meng等人报道一种基于3-氨基苯硼酸(pba)-二醇酯键相互作用，由苯基硼酸接枝sa和pva形成的新型自修复形状记忆水凝胶。由于pba-二醇酯键的动态可逆特性，因而得到的水凝胶具有自愈能力。为了提升sa水凝胶的综合性能，将人工合成聚合物pva、导电性能优良的mxene(ti3c2tx)引入到sa水凝胶中，制备了pva/sa/mxene双网络导电水凝胶。这一双网络导电水凝胶具有拉伸性能好、生物相容性好、抗疲劳等特点，但是它不具备自愈性。

技术实现思路

1、本发明提供了一种可自愈导电水凝胶的制备方法，解决了以上所述的技术问题。

2、本发明解决上述技术问题的方案如下：

3、一种可自愈导电水凝胶的制备方法，包括以下步骤：

4、s1、将sa加入超纯水中进行搅拌6h；

5、s2、向s1中溶液加入edc·hcl和pba，室温下搅拌反应24h；

6、s3、反应结束后将反应容器中的液体倒入3500da透析袋在超纯水中透析7天；

7、s4、将透析好的溶液冷冻干燥后得到sa-pba；

8、s5、取sa-pba加入超纯水中，磁力搅拌2h后静置脱泡24h得到sa-pba溶液(1％，w/v)；

9、s6、将pva粉末加入超纯水中磁力搅拌直至完全溶解来制备10wt％的pva溶液；

10、s7、将已配制好的ti3c2tx溶液(2mg/ml)超声30min；

11、s8、向s7的溶液中加入0.04gsa-pba磁力搅拌2h来制备sa-pba/ti3c2tx混合溶液；

12、s9、取pva溶液(10wt％)加入s8中的溶液中，并在室温下磁力搅拌5min，使混合溶液迅速交联；

13、s10、静置脱泡24h后得到sa-pba/pva/mxene水凝胶(sppm-h)。

14、本发明的有益效果是：在ω为20rad/s条件下，施加剪切力按以下程序执行：10％(100s)→200％(100s)→10％(100s)→200％(100s)→10％(100s)。从图2e可以看到，g'和g”快速恢复到初始值。另外，可以重复恢复行为至少三个循环，而没有任何明显的降级。流变测量再次证实了水凝胶的自愈合能力。在水凝胶中观察到的快速恢复归因于动态硼酯键的脱离和重整。在剪切循环过程中后，sppm-h的g'>g”，主要表现为弹性。简而言之，水凝胶的粘弹性表现出完全的瞬时恢复。

15、在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

16、进一步，s1中sa的量为2g，超纯水的量为200ml。

17、进一步，s2中edc·hcl和pba的量分别为1.92g和0.98g。

18、进一步，s3中在透析时，每24h换一次水。

19、进一步，s5中sa-pba的量为1g，超纯水的量为100ml。

20、进一步，s6在95℃油浴条件下进行。

21、进一步，s6中pva的量为10g，超纯水的量为90ml。

22、进一步，s7中ti3c2tx溶液量为4ml。

23、进一步，s9中pva溶液溶液量为4ml。

24、进一步，sa-pba溶液(1％wt)和pva溶液(10wt％)的比例为1：1。

25、上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。本发明的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。

技术特征：

1.一种可自愈导电水凝胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述一种可自愈导电水凝胶的制备方法，其特征在于：s1中sa的量为2g，超纯水的量为200ml。

3.根据权利要求1所述一种可自愈导电水凝胶的制备方法，其特征在于：s2中edc·hcl和pba的量分别为1.92g和0.98g。

4.根据权利要求1所述一种可自愈导电水凝胶的制备方法，其特征在于：s3中在透析时，每24h换一次水。

5.根据权利要求1所述一种可自愈导电水凝胶的制备方法，其特征在于：s5中sa-pba的量为1g，超纯水的量为100ml。

6.根据权利要求1所述一种可自愈导电水凝胶的制备方法，其特征在于：s6在95℃油浴条件下进行。

7.根据权利要求1所述一种可自愈导电水凝胶的制备方法，其特征在于：s6中pva的量为10g，超纯水的量为90ml。

8.根据权利要求1所述一种可自愈导电水凝胶的制备方法，其特征在于：s7中ti3c2tx溶液量为4ml。

9.根据权利要求1所述一种可自愈导电水凝胶的制备方法，其特征在于：s9中pva溶液溶液量为4ml。

10.根据权利要求1所述一种可自愈导电水凝胶的制备方法，其特征在于：sa-pba溶液(1％wt)和pva溶液(10wt％)的比例为1：1。

技术总结
本发明涉及导电水凝胶技术领域，尤其涉及一种可自愈导电水凝胶的制备方法。其技术方案包括：制备SA溶液；加入EDC·HCl和PBA；反应结束后将混合溶液装入透析袋，在超纯水中透析7天，将透析好的溶液冷冻干燥后得到SA‑PBA；制备SA‑PBA溶液(1％，w/v)；制备10wt％的PVA溶液；制备SA‑PBA/Ti<subgt;3</subgt;C<subgt;2</subgt;T<subgt;x</subgt;混合溶液；加入PVA溶液(10wt％)溶液，并在室温下磁力搅拌5min，使混合溶液迅速交联；静置脱泡24h后得到SA‑PBA/PVA/MXene水凝胶(SPPM‑h)。本发明的水凝胶的粘弹性具备优良的瞬时恢复性能，因此具备优良的自愈性能，进而具备较长的使用寿命。

技术研发人员：王婷婷,杨生荣,王金清,马立民,陈天弟,翟翰林
受保护的技术使用者：西北民族大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13