[发明专利]一种高强度自修复导电磁性PVA水凝胶及其制备方法

摘要

本发明属于功能高分子材料技术领域，具体涉及一种高强度自修复导电磁性PVA水凝胶及其制备方法。该方法将聚苯胺包裹在纳米纤维素表面，并固载MnFe₂O₄磁性粒子，然后加入到聚乙烯醇PVA水溶液中混合均匀，制备出高强度自修复导电磁性PVA水凝胶。本发明利用纳米纤维素/聚苯胺/MnFe₂O₄复合物使得PVA水凝胶同时具有高强度、导电性和磁性性能，改进了普通PVA水凝胶的低强度、无导电性和无磁性的三大缺点，使其具有较高的应用价值。

主权项

1.一种高强度自修复导电磁性PVA水凝胶的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：（1）聚苯胺包裹纳米纤维素的制备：首先，称取20~40克质量分数1% 纳米纤维素在100ml烧杯中，并置于4℃的冰水浴中；将2~4mmol的植酸和6~12mmol苯胺溶解于4ml蒸馏水中，搅拌均匀，滴加到纳米纤维素中；称取2~4mmol过硫酸铵溶解在4ml蒸馏水中；然后将过硫酸铵溶液滴加在纳米纤维素中引发苯胺聚合，最后在10000转/分钟离心机中用蒸馏水离心洗涤5次，得到纳米纤维素/聚苯胺复合物；（2）纳米纤维素/聚苯胺复合物固载MnFe₂O₄纳米磁性粒子的制备：将上述纳米纤维素/聚苯胺复合物加水配置成0.5wt%浓度，再加入10mmol FeCl₃和5mmol MnSO₄搅拌溶解，并加热至70℃，保持5h后，滴加6mol/L NaOH溶液调节pH值至11，并继续反应10min后冷却至室温；最后在10000转/分钟离心机中用蒸馏水离心洗涤3次，得到纳米纤维素/聚苯胺/ MnFe₂O₄复合物；（3）高强度自修复导电磁性PVA水凝胶的制备：将PVA加入到水中，加热至95℃直到PVA完全溶解配置PVA溶液；然后，称取0.5~1.5g的纳米纤维素/聚苯胺/ MnFe₂O₄复合物加入到10g的PVA溶液中在95℃下搅拌混合均匀，保持95℃30分钟；称取0.05~0.07g硼砂溶解在4ml水中，然后将硼砂溶液滴加到PVA溶液中继续搅拌，加热保持95℃30分钟；等降到常温后，PVA溶液凝结成水凝胶；步骤（1）植酸与苯胺的摩尔比为1:3；步骤（3）中PVA的质量分数为5‑10%。