一种弹性导电胶体、制备方法及其应用
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种胶体、制备方法及其应用，特别涉及一种导电弹性胶体制备方法 及其应用。本发明涉及柔性电路、导电粘结剂、导电织物，医药卫生等技术领域。
【背景技术】
[0002] 淀粉作为一种多糖类天然高分子，具有可再生不枯竭、可生物降解、稳定性高、安 全无毒等特点，很早就被应用于医药卫生等领域。传统的淀粉糊化后具有一定的粘性，在 空气中室温下很快会失水变干。如中国发明专利CN 101054501A、CN 102493274 A、CN 102757744 A和CN 103897629 A所提供的大多淀粉基的胶黏剂就是基于淀粉的这个特性。
[0003] 已有报道显示，通过调控淀粉的主要结构特性，或将淀粉与其它高分子交联，可 制备稳定的凝胶材料，其具有较为优异的溶胀性和保湿(水）性。例如，中国发明专利CN 1480224A公开了一类由淀粉、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇、水溶性纤维素和水制备的水凝 胶。其中淀粉的质量分数优选范围为5?15%。混合物开始制备成半凝胶状态，通过暴露在 电子束或γ辐射下，总吸收剂量在5?50kGy的范围内来完成凝胶化。高于20kGy的辐射 量可以导致片层形式的凝胶粘连；低辐射量会导致形成膏状或半液体凝胶。制备的水凝胶 具有非常优异的溶胀性和粘性，凝胶强度在KT 2MPa数量级，断裂伸长率在300%左右，吸水 性为1000%?8000%，可以作为一种敷料和药物缓释材料。中国发明专利CN 101982202A公 开了一类淀粉基的水凝胶。该水凝胶包含质量分数为10?30%的淀粉，2?15%的水溶性 高分子。此外，制备中加入了胍盐缩聚物和交联剂，溶剂为去离子水。其具有较高的溶胀度 (平衡溶胀率为300%左右)，并能保持湿润，此外其透明度高、力学强度适中。中国发明专利 CN 103833916 A公开了一种医用淀粉丙烯酸基复合水凝胶的制备工艺。该水凝胶由糊化的 淀粉、15?20%用碱中和后的丙烯酸、12-16%的Ν，Ν' -亚甲基双丙烯酸胺、20?40%的 蒸馏水制成。制备的水凝胶不易变色，保湿效果良好，使用时效超过720小时且防菌杀毒， 适合作为医用复合敷料。上述专利均制备出淀粉基的水凝胶。所述制备过程中，均采用了 除淀粉外的高分子作为原料，并加入交联剂。制备工艺较为复杂，而且对环境影响较大。制 备的水凝胶延展性有限，而且几乎没有导电性，限制了其在某些方向的应用。
[0004] 目前的导电弹性材料绝大部分是通过在普通弹性体材料中加入导电颗粒或纤维， 制备出的电子导电型弹性材料。中国发明专利CN 101918495 A公开了一种电子导电型导电 弹性体材料。该材料是将碳纳米管分散于热塑性弹性体组成的基体中制备而成。碳纳米管 的直径为30?300nm，纵横比为10?1000 ;热塑性弹性体仅由聚酯系热塑性弹性体构成。 相对于100质量份上述基本成分，碳纳米管以0. 01?10质量份的比例进行混合。该材料 体积电阻率在IOn Ω · cm以下。中国发明专利CN 102702662 A公开了一种导热导电弹性 体材料及其制备方法。具体为在苯乙烯弹性体中加入金属纤维(包括铜纤维和铝纤维)、纳 米铜粉和膨胀石墨作为导电物质，并加入矿物油、聚烯烃、抗氧剂作为辅料。制备的材料导 热、导电(体积电阻率在IO 3 Ω · cm左右)、柔软、硬度低。
[0005] 除了在弹性体基体中添加导电性单质，也可以添加金属盐，通过碱金属离子与聚 醚嵌段的络合配位制备有机高分子聚电解质，其为一种离子导电型弹性材料。如中国发明 专利CN 103131165 A公开了一种导电PA12弹性体材料及制备方法。该材料是通过将碱金 属盐加入到PA12弹性体中，并添加抗氧剂，热稳定剂，助导电剂制备而成。其中碱金属盐中 阳离子可为Li+、Na +或K+，阴离子为Cl'Br'Γ或ClO 4'该弹性体具有导电效果持久、导电 效果好(表面电阻率IO2?10 3Ω ·πι)、成本低、耐热性好等优点。上述导电弹性体采用热塑 性弹性体作为基体，延展性有限，限制了其应用领域和应用效果。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的是，针对现有的导电弹性材料存在的不足，提供一种具有生物降解 性、粘性、透明度高、绿色无毒特点的弹性导电胶体、制备方法及其应用。
[0007] 实现本发明目的的技术方案是：一种弹性导电胶体的制备方法，包括如下步骤： 1、 按质量百分比20?75 %，将金属盐溶解于去离子水中，得到电解质溶液；所述金属 盐为硝酸镁、硝酸钠、硝酸锌、硝酸铯、硝酸钙、硝酸钕、硝酸铝、硝酸钾、氯化钾、氯化镁、氯 化钙、氯化钠、氯化锌、氯化铯、氯化铝中的一种，或它们的任意组合； 2、 按质量百分比10?40 %，将淀粉加入到步骤1制备的溶液中，在温度为33°C? 120°C的条件下充分搅拌，至淀粉完全糊化，得到粘稠液体； 3、 将步骤2得到的粘稠液体在温度为25°C?90°C的条件下静置10分钟至48小时， 得到弹性导电胶体。
[0008] 本发明所述的淀粉为玉米、马铃薯、麦类、红薯、山芋、木薯、糯米原淀粉及其改性 淀粉中的一种，或它们的任意组合。
[0009] 本发明技术方案还包括一种按上述制备方法得到的弹性导电胶体，弹性导电胶 体的电阻率为1?I X IO4 Ω · cm，弹性伸长率为1000%?2500%,断裂延伸率为1500%? 9000% ;它具有可生物降解性；具有自发荧光性，发射光波长为400nm?500nm。
[0010] 在本发明技术方案中，当所述的金属盐为硝酸锌、硝酸铯、硝酸钙、硝酸钕、硝酸 铝、硝酸钾、氯化钾、氯化钙、氯化锌、氯化铯、氯化铝中的一种，或它们的任意组合时，制备 的弹性导电胶体具有水溶性。
[0011] 本发明提供的一种弹性导电胶体的应用，它可用于柔性电路制备、导电粘结剂、导 电织物制备、医用敷料、组织粘接、药物缓释领域。
[0012] 将特定糊化淀粉的凝胶作为弹性基质，高浓度金属盐的溶液电解质作为导电剂， 提供了一种弹性导电胶体，它是通过将特定无机盐电解质参与到特定淀粉的糊化过程中 而制备得到。本发明所制备的胶体弹性伸长率为1000%?2500%，断裂延伸率1500%? 9000%，体积电阻率1?IX 104Ω ·