1)將海藻酸鈉溶於去離子水中,然後加入聚乙二醇二丙烯酸酯pegda和光引發劑,攪拌溶解後再加入丙烯酸羥乙酯,攪拌得到pegda水凝膠紡絲原液;
(2)將上述紡絲原液裝入注射器中,擠出到溶有二價或三價金屬鹽的凝固浴中,在凝固浴的上方放置紫外光源,引發pegda的共價交聯,得到雜化交聯的水凝膠纖維;將該纖維浸入含有二價或三價金屬鹽和一價金屬鹽的水溶液中,得到雜化交聯透明離子導電水凝膠纖維;
(3)將上述雜化交聯水凝膠纖維浸入含有二價或三價金屬鹽和一價金屬鹽的有機溶劑和水混合溶液中,得到雜化交聯透明離子導電有機水凝膠纖維。
所述步驟(1)中的海藻酸鈉、pegda、光引發劑和丙烯酸羥乙酯的質量比為0.1-0.5:1-2:0.075-0.1:0.5-1。
所述步驟(1)中的光引發劑為光引發劑i2959、過硫酸鉀或過硫酸銨。
所述步驟(2)中的擠出速度為0.5-0.6mlmin-1。
所述步驟(2)和(3)中的二價金屬鹽為cacl2或bacl2;三價金屬鹽為alcl3;一價金屬鹽為kcl、nacl或licl。
所述步驟(2)中的溶有二價或三價金屬離子的凝固浴中二價或三價金屬離子的濃度為0.05-0.5m。
所述步驟(2)中的水溶液中一價金屬鹽的濃度為0.5-1m,二價或三價金屬鹽的濃度為0.02-0.03m。
所述步驟(3)中的有機溶劑和水混合溶液中一價金屬鹽的濃度為0.5-1m,二價或三價金屬鹽的濃度為0.02-0.03m。
所述步驟(3)中的有機溶劑和水混合溶液中,有機溶劑和水的體積比為0.1-1:0.1-1;其中,所述有機溶劑為甘油或乙二醇。
本發明採用溶劑置換法制備有機水凝膠具有簡單方便,不影響水凝膠交聯過程的優勢。在濃度差的驅動下,一部分水被有機溶劑代替,直至達到平衡。同時,無機鹽離子也擴散進纖維的內部,並一起承擔電荷傳輸的任務。有機溶劑和水之間形成強烈的氫鍵的作用,這種氫鍵的存在,會極大的降低有機溶劑,水混合溶劑的飽和蒸汽壓和結冰溫度,能夠提高混合溶劑的抗蒸發效能和耐低溫效能。在聚合物網路中引入中富含羥基的單體——丙烯酸羥乙酯,使得混合溶劑和聚合物網路之間也能形成大量的氫鍵,能夠提高凝膠網路對溶劑的束縛能力,進一步的增強了有機水凝膠在乾燥和低溫環境下的穩定性。
有益效果
本發明製備的有機水凝膠纖維具有高拉伸性,透明性,拉伸過程中相對良好的電效能保持性等優點。同時,有
1)將海藻酸鈉溶於去離子水中,然後加入聚乙二醇二丙烯酸酯pegda和光引發劑,攪拌溶解後再加入丙烯酸羥乙酯,攪拌得到pegda水凝膠紡絲原液;
(2)將上述紡絲原液裝入注射器中,擠出到溶有二價或三價金屬鹽的凝固浴中,在凝固浴的上方放置紫外光源,引發pegda的共價交聯,得到雜化交聯的水凝膠纖維;將該纖維浸入含有二價或三價金屬鹽和一價金屬鹽的水溶液中,得到雜化交聯透明離子導電水凝膠纖維;
(3)將上述雜化交聯水凝膠纖維浸入含有二價或三價金屬鹽和一價金屬鹽的有機溶劑和水混合溶液中,得到雜化交聯透明離子導電有機水凝膠纖維。
所述步驟(1)中的海藻酸鈉、pegda、光引發劑和丙烯酸羥乙酯的質量比為0.1-0.5:1-2:0.075-0.1:0.5-1。
所述步驟(1)中的光引發劑為光引發劑i2959、過硫酸鉀或過硫酸銨。
所述步驟(2)中的擠出速度為0.5-0.6mlmin-1。
所述步驟(2)和(3)中的二價金屬鹽為cacl2或bacl2;三價金屬鹽為alcl3;一價金屬鹽為kcl、nacl或licl。
所述步驟(2)中的溶有二價或三價金屬離子的凝固浴中二價或三價金屬離子的濃度為0.05-0.5m。
所述步驟(2)中的水溶液中一價金屬鹽的濃度為0.5-1m,二價或三價金屬鹽的濃度為0.02-0.03m。
所述步驟(3)中的有機溶劑和水混合溶液中一價金屬鹽的濃度為0.5-1m,二價或三價金屬鹽的濃度為0.02-0.03m。
所述步驟(3)中的有機溶劑和水混合溶液中,有機溶劑和水的體積比為0.1-1:0.1-1;其中,所述有機溶劑為甘油或乙二醇。
本發明採用溶劑置換法制備有機水凝膠具有簡單方便,不影響水凝膠交聯過程的優勢。在濃度差的驅動下,一部分水被有機溶劑代替,直至達到平衡。同時,無機鹽離子也擴散進纖維的內部,並一起承擔電荷傳輸的任務。有機溶劑和水之間形成強烈的氫鍵的作用,這種氫鍵的存在,會極大的降低有機溶劑,水混合溶劑的飽和蒸汽壓和結冰溫度,能夠提高混合溶劑的抗蒸發效能和耐低溫效能。在聚合物網路中引入中富含羥基的單體——丙烯酸羥乙酯,使得混合溶劑和聚合物網路之間也能形成大量的氫鍵,能夠提高凝膠網路對溶劑的束縛能力,進一步的增強了有機水凝膠在乾燥和低溫環境下的穩定性。
有益效果
本發明製備的有機水凝膠纖維具有高拉伸性,透明性,拉伸過程中相對良好的電效能保持性等優點。同時,有