电诱导自修复纳米复合水凝胶的制备及性能研究

作者：吴柏燊; 叶远超; 李震; 刘致远; 裴媛媛; 陈传瑞; 秦海利^*; 刘欢欢^*

来源：Acta Polymerica Sinica, 2019, 50(09): 932-938.

• 金-硫配位作用
• 自修复
• 电诱导
• 纳米复合水凝胶

采用表面修饰N,N-双丙烯酰胱胺(BACA)的金纳米颗粒(Au NP)为多功能交联剂,聚邻苯二胺纳米带(PoPd nanobelt)为导电掺杂剂,N-异丙基丙烯酰胺(NIPAm)为可聚合单体,在热引发剂和催化剂存在下,发生自由基聚合反应,成功合成导电性纳米复合水凝胶.采用扫描电子显微镜、透射电子显微镜及元素成像技术、紫外可见吸收光谱仪、直流四探针等对PoPd nanobelt和Au@BACA表征结果表明:PoPd nanobelt长度约100μm,直径约200 nm;对PoPd nanobelt进行化学掺杂,其导电率可增加至5.5 S/m;Au NP直径约15 nm,且成功与BACA分子发生复合.采用扫描电子显微镜及元素成像技术、透射电子显微镜、万能试验机、红外热成像仪、显微镜等对水凝胶样品表征结果表明:凝胶呈现均匀、致密的聚合物网络;Au NPs均匀分散在聚合物网络中;凝胶导电率高达1.47 S/m;凝胶拉伸应变高达2400%,断裂强度高达1.2 MPa;修复电流强度为0.05 A,通电时间15 min时,自修复效率接近90%.可快速、高效电诱导自修复性的高强度纳米复合水凝胶对发展智能、柔性可穿戴电子器件具有重要意义.

• 单位
  安徽中医药大学; 合肥工业大学