聚丙烯酸-Al3+/壳聚糖复合双网络水凝胶的制备与性能

作者：鲁程程; 于振坤; 杨园园; 张玉红

来源：复合材料学报, 2022, 39(12): 5901-5911.

DOI：10.13801/j.cnki.fhclxb.20211119.004

• 双网络水凝胶
• 可穿戴应变传感器
• 壳聚糖
• 力学性能
• 传感性能

水凝胶材料具有独特的仿生结构、性能及生物相容性，在可穿戴应变传感器中的应用越来越广泛。然而，制备出具有良好的力学性能和高电导率的水凝胶传感器仍然是一项很大的挑战。本文通过简单的两步法，制备了完全物理交联的、高强度和敏感性的聚丙烯酸-Al3+/壳聚糖复合双网络水凝胶传感器。首先将壳聚糖(CS)、聚丙烯酸(PAA)和离子交联剂Al3+在水中物理混合为预凝胶，然后用预凝胶进行无机盐溶液浸泡而制备出所提出的水凝胶传感器。所得的离子水凝胶传感器显示出优异的力学性能(抗拉强度高达765.4 kPa，断裂伸长率至1 025%，韧性为4.13 MJ/m3)。同时，基于该水凝胶应变传感器表现出较出色的拉伸灵敏度(灵敏因子约为1.54)，使其能够重复稳定地检测人体大应变和微小应变。因此，通过金属盐的作用引入物理交联网络可以提高水凝胶的性能，为多功能材料的设计及在电子皮肤、可穿戴设备和生物传感器上的应用提供了新的视角。

• 单位
  湖北大学; 化学化工学院