一种导电水凝胶墨水、一种直书写3D打印双网络导电水凝胶的制作方法

技术特征：

1.一种导电水凝胶墨水，包括以下质量百分含量的组分：

2.根据权利要求1所述的导电水凝胶墨水，其特征在于，所述聚乙烯醇的数均分子量为25000～300000。

3.根据权利要求1所述的导电水凝胶墨水，其特征在于，所述碳纳米管的长度为0.5～100μm，直径为1～100nm。

4.根据权利要求1所述的导电水凝胶墨水，其特征在于，所述羧甲基纤维素钠的粘度为600～15000mpa·s。

5.权利要求1～4任意一项所述导电水凝胶墨水的制备方法，包括以下步骤：

(1)将碳纳米管与水超声混合，得到碳纳米管分散液；

(2)将聚乙烯醇与所述碳纳米管分散液混合，依次进行静置溶胀和加热搅拌，得到聚乙烯醇-碳纳米管共混液；

(3)将羧甲基纤维素钠与所述聚乙烯醇-碳纳米管共混液混合，得到导电水凝胶墨水。

6.一种直书写3d打印双网络导电水凝胶的制备方法，包括以下步骤：

(1)使用权利要求1～4任意一项所述导电水凝胶墨水或权利要求5所述制备方法得到的导电水凝胶墨水进行直书写3d打印，得到三维导电水凝胶；

(2)对所述三维导电水凝胶循环进行冷冻和解冻，得到物理交联导电水凝胶；

(3)将所述物理交联导电水凝胶浸泡于盐酸溶液中，固液分离后得到直书写3d打印双网络导电水凝胶。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中直书写3d打印时墨水的挤出流量为0.1～1ml/min，直书写3d打印所用挤出喷头的直径为0.05～1mm，挤出喷头的移动速度为1～10mm/s。

8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中冷冻的温度为-20～-40℃，单次冷冻的时间为12～24h；解冻的温度为20～30℃，单次解冻的时间为2～12h；所述冷冻和解冻的循环次数为5～10次。

9.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中盐酸溶液的ph值为2.5～3.5，所述浸泡的时间为2～10min。

10.权利要求6～9任意一项所述制备方法制备得到的直书写3d打印双网络导电水凝胶，所述直书写3d打印双网络导电水凝胶的拉伸强度为100kpa～20mpa，断裂伸长率为150～500％。

技术总结
本发明提供了一种导电水凝胶墨水，属于水凝胶技术领域。本发明提供的导电水凝胶墨水包括以下质量百分含量的组分：聚乙烯醇5～20％；碳纳米管1～10％；羧甲基纤维素钠0.5～10％；水70～90％。在本发明中，碳纳米管作为导电填料能够提高水凝胶的导电性能；聚乙烯醇经3D打印后，能够交联形成第一层交联网络，羧甲基纤维素钠能够交联形成第二层交联网络，双交联网络结构的水凝胶具有良好的力学性能。同时，本发明通过控制直书写3D打印导电水凝胶墨水中各组分的用量，使墨水具有良好的流变和触变性能，能够顺利的从喷头挤出，并具有良好的打印精度；挤出后能够保持良好的宏观结构特征，不会发生结构变形和塌陷。

技术研发人员：王晓龙;姜宇;张晓琴;秦世煜;张立强;姬忠莹;周峰
受保护的技术使用者：中国科学院兰州化学物理研究所
技术研发日：2021.06.08
技术公布日：2021.08.27