1.一种纳米纤维素-聚苯胺-聚乙烯醇复合导电水凝胶,其特征在于该水凝胶采用下列方法制备得到的:
a.制备纳米纤维素;
b.将纳米纤维素与聚苯胺混合,制备纳米纤维素-聚苯胺溶液;
c.纳米纤维素-聚苯胺溶液中加入交联剂及聚乙烯醇,搅拌,形成凝胶,即得到纳米纤维素-聚苯胺-聚乙烯醇复合导电水凝胶。
2.根据权利要求1所述的水凝胶,其特征在于步骤a中纳米纤维素的制备方法采用化学结合机械处理法,具体步骤为:
(1)化学处理法:
1)配制质量分数40~60%的硫酸备用;
2)将配置好的硫酸油浴升温稳定至30~50℃并持续搅拌;
3)称取漂白木浆纤维,分批加入持续搅拌的质量分数40~60%的硫酸溶液中;
4)反应40~70min后,加入去离子水终止反应,将所得悬浮液用去离子水反复洗涤,然后将悬浮液透析至中性;
(2)机械处理法:
取上述所得悬浮液,加去离子水稀释,700~1100w功率下超声粉碎120~200min,即制备出纳米纤维素悬浮液。
3.根据权利要求1所述的水凝胶,其特征在于步骤b中纳米纤维素-聚苯胺溶液的制备方法为:
称取聚苯胺粉末与纳米纤维素悬浮液按一定质量比例混合,高速均值仪搅拌使其分散均匀,得到纳米纤维素-聚苯胺溶液;一定质量比例是指溶液中聚苯胺的浓度为0.1~1.0%,纳米纤维素的浓度为1.0~2.0%;高速均值仪搅拌时间优选10~40min,搅拌转速优选6000~15000rpm。
4.根据权利要求1所述的水凝胶,其特征在于步骤c中纳米纤维素-聚苯胺-聚乙烯醇复合导电水凝胶的制备方法为:
(1)取200~400g纳米纤维素-聚苯胺溶液,加入0.6~1.5g硼酸盐交联剂,油浴中80~100℃,机械搅拌10~50min;
(2)当温度稳定在80~100℃时,加入2~10g聚乙烯醇粉末,继续搅拌直至形成凝胶,完全冷却后即制成纳米纤维素-聚苯胺-聚乙烯醇复合导电水凝胶。
5.权利要求1所述纳米纤维素-聚苯胺-聚乙烯醇复合导电水凝胶的制备方法,其特征在于该方法包括下列步骤:
a.制备纳米纤维素;
b.将纳米纤维素与聚苯胺混合,制备纳米纤维素-聚苯胺溶液;
c.纳米纤维素-聚苯胺溶液中加入交联剂及聚乙烯醇,搅拌,形成凝胶,即得到纳米纤维素-聚苯胺-聚乙烯醇复合导电水凝胶。
6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于步骤a中纳米纤维素的制备方法采用化学结合机械处理法,具体步骤为:
(1)化学处理法:
1)配制质量分数40~60%的硫酸备用;
2)将配置好的硫酸油浴升温稳定至30~50℃并持续搅拌;
3)称取漂白木浆纤维,分批加入持续搅拌的质量分数40~60%的硫酸溶液中;
4)反应40~70min后,加入去离子水终止反应,将所得悬浮液用去离子水反复洗涤,然后将悬浮液透析至中性;
(2)机械处理法:
取上述悬浮液,加去离子水稀释,700~1100w功率下超声粉碎120~200min,即制备出纳米纤维素悬浮液。
7.根据权利要求5所述的方法,其特征在于步骤b中纳米纤维素-聚苯胺溶液的制备方法为:
称取聚苯胺粉末与纳米纤维素悬浮液按一定质量比例混合,高速均值仪搅拌使其分散均匀,得到纳米纤维素-聚苯胺溶液;一定质量比例是指溶液中聚苯胺的浓度为0.1~1.0%,纳米纤维素的浓度为1.0~2.0%;高速均值仪搅拌时间优选10~40min,搅拌转速优选6000~15000rpm。
8.根据权利要求5所述的方法,其特征在于步骤c中纳米纤维素-聚苯胺-聚乙烯醇复合导电水凝胶的制备方法为:
(1)取200~400g纳米纤维素-聚苯胺溶液,加入0.6~1.5g硼酸盐交联剂,油浴中80~100℃,机械搅拌10~50min;
(2)当温度稳定在80~100℃时,加入2~10g聚乙烯醇粉末,继续搅拌直至形成凝胶,完全冷却后即制成纳米纤维素-聚苯胺-聚乙烯醇复合导电水凝胶。
9.权利要求1所述的纳米纤维素-聚苯胺-聚乙烯醇复合导电水凝胶在制备柔性导电材料中的应用。