[发明专利]一种银纳米线负载的复合交联剂及用其制备复合水凝胶的方法

说明书

本发明公开了一种银纳米线负载的复合交联剂及用其制备复合水凝胶的方法，银纳米线负载的复合交联剂的制备方法为：将1‑烯丙氧基‑2，3‑环硫丙烷、引发剂、催化剂溶解在溶剂中，于无水无氧的条件进行聚合反应得到侧基为乙烯基的线性聚硫醚；将侧基为乙烯基的线性聚硫醚、巯基羧酸、光催化剂溶解在溶剂中，在无氧条件下进行紫外光照，然后向其中加入无机碱，经透析后获得水溶性的线性聚硫醚；将水溶性的线性聚硫醚与银纳米线复合，获得银纳米线负载的复合交联剂；并利用银纳米线负载的复合交联剂、单体、引发剂反应制得具有高强度、超拉伸能力的可导电的纳米复合型水凝胶，在皮肤传感器、敷料等领域有潜在的应用价值。

技术领域

本发明涉及高分子材料合成技术领域，具体涉及一种银纳米线负载的复合交联剂及用其制备复合水凝胶的方法。

背景技术

水凝胶是利用亲水性聚合物网络分散在水中并通过物理、化学交联形成的一种具有三维网络结构的软材料。由于其独特的性能可应用于软机器人、创伤护理、智能可穿戴设备等领域。传统由单一网络构成水凝胶力学性能较差，这限制了水凝胶的应用。

通过在水凝胶中掺杂纳米粒子可有效提高水凝胶的力学性能。然而，仅通过掺杂纳米粒子得到的纳米复合水凝胶不具备较好的抗疲劳性能。且当掺杂的纳米粒子为非金属纳米粒子时，水凝胶不具备良好的导电性能，这阻碍了水凝胶在电子皮肤传感器领域的应用。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种银纳米线负载的复合交联剂及用其制备复合水凝胶的方法，所述银纳米线负载的复合交联剂中含有银纳米线和带有羧基、羧酸盐和乙烯基的亲水性线性聚硫醚，以其为交联剂可制备得到具有良好拉伸性能、抗疲劳性能、导电性能的水凝胶，其制备方法简单、操作方便。

本发明还提供了所述银纳米线负载的复合交联剂在制备水凝胶中的应用，以其为交联剂可制备得到具有良好拉伸性能、抗疲劳性能、导电性能的水凝胶。

本发明还提供了一种水凝胶，所述水凝胶以本发明提供的银纳米线负载的复合交联剂为交联剂制备得到，其具有良好拉伸性能、抗疲劳性能、导电性能。

本发明还提供了一种水凝胶的制备方法，通过将丙烯酰胺类单体、引发剂、本发明所述的银纳米线负载的交联剂加入到去离子水中，搅拌混合均匀，然后在无氧条件下于0-90℃静置反应，该方法制备得到的水凝胶具有良好拉伸性能、抗疲劳性能、导电性能。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：

一种银纳米线负载的复合交联剂的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：

(1)将1-烯丙氧基-2，3-环硫丙烷、引发剂、催化剂溶解在溶剂中，于无水无氧的条件进行聚合反应，反应结束后经纯化后得到侧基为乙烯基的线性聚硫醚；

(2)将所述侧基为乙烯基的线性聚硫醚、巯基羧酸、催化剂溶解在溶剂中，在无氧条件下进行紫外光照，然后向其中加入无机碱，获得水溶性的线性聚硫醚；

(3)将水溶性的线性聚硫醚与银纳米线混合搅拌，获得银纳米线负载的复合交联剂。

步骤(1)中，所述1-烯丙氧基-2，3-环硫丙烷的制备方法为：将1-烯丙氧基-2，3-环氧丙烷和去离子水混和后加入硫氰酸钾，25-100℃搅拌反应10-48小时，经萃取、纯化、干燥，得到所述1-烯丙氧基-2,3-环硫丙烷。

所述1-烯丙氧基-2，3-环氧丙烷、去离子水和硫氰酸钾的用量比为5-10g:20-40mL:20-30g，优选为6.84g:30mL:23.2g。

所述纯化的方法为：以体积比为1-100:1的石油醚和乙酸乙酯为洗脱剂，经硅胶柱纯化。

步骤(1)中，所述聚合反应的条件为60-120℃反应10-48小时，优选为75℃反应24小时。