HPMC/P(AM-co-AA)-Zr4+/NaCl导电水凝胶的制备与性能
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高分子材料工程国家重点实验室 四川大学高分子研究所,四川 成都 610065

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国家科技重大专项(2016ZX05021-004-007)


Preparation and Properties of HPMC/P(AM-co-AA)-Zr4+/NaCl Conductive Hydrogel
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    摘要:

    为制备具有良好力学性能和导电性能的水凝胶,在羟丙基甲基纤维素(HPMC)存在的条件下,以丙烯酰胺(AM)和丙烯酸(AA)为共聚单体,Zr4+为交联剂,通过原位自由基聚合制备了HPMC/P(AM-co-AA)-Zr4+/NaCl双网络水凝胶,并对其力学性能、导电性能及相关传感性能进行了研究。结果表明,所制备的HPMC/P(AM-co-AA)-Zr4+/NaCl水凝胶断裂应变达1820%、断裂强度为0.77 MPa、断裂能为4210kJ/m3,电导率为8.44S/m,可实现力学性能与导电性能的平衡。该水凝胶具有良好的回复能力和较高应变灵敏度,表现出宽的应变窗口(0-800%),可望用于应变传感器。

    Abstract:

    In order to prepare hydrogel with good mechanical properties and electrical conductivity, HPMC/P(AM-co-AA)-Zr4+/NaCl double network hydrogel was prepared by in situ radical polymerization with acrylamide (AM) and acrylic acid (AA) as comonomers and Zr4+ as crosslinking agent in the presence of hydroxypropylmethyl cellulose (HPMC). The mechanical properties, electrical conductivity and related sensing properties of the hydrogel were studied. The results show that the fracture strain of HPMC/P(AM-co-AA)-Zr4+/NaCl hydrogel is 1820%, the fracture strength is 0.77 MPa, the fracture energy is 4210 kJ/m3, and the conductivity is 8.44 S/m, which can realize the balance of mechanical properties and electrical conductivity. The hydrogel has good recovery ability and high strain sensitivity, showing a wide strain window (0–800%), which is expected to be used for strain sensors.

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  • 收稿日期:2022-04-01
  • 最后修改日期:2022-06-21
  • 录用日期:2022-07-02
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