高可拉伸性、自愈合、自黏附性POSS/聚丙烯酸钠导电复合水凝胶的制备与性能

导电水凝胶在柔性可穿戴设备、电子皮肤和生物电极等方面具有很大的应用潜力。然而,复杂多变的应用场景对导电水凝胶在可拉伸性、自愈合性、自黏附性和生物相容性等方面提出了更高的要求。利用水溶性多面体低聚倍半硅氧烷(POSS)与聚丙烯酸钠(PAA-Na)之间的非共价键交联设计了一种具有高可拉伸性、自愈合、自黏附性和良好生物相容性的导电复合水凝胶(OCAPS/PAA-Na)。OCAPS/PAA-Na水凝胶的断裂伸长率为2537.0%~4056.1%;POSS的加入提高了水凝胶的力学性能,拉伸强度由10.5 kPa提高到23.8 kPa,拉伸模量由7.1 kPa提高到27.8 kPa,断裂能由3.7 kJ·m^(-2)提高到6.8 kJ·m^(-2)。OCAPS/PAA-Na水凝胶具有优异的自愈合性能,自愈合效率达97.8%。该水凝胶对有机材料和无机材料均具有良好的黏附性,黏附强度最高分别达到19.6 kPa和18.2 kPa。细胞毒性试验和溶血试验表明,水凝胶具有优异的生物相容性。制备过程中原位生成的NaCl晶体,提高了水凝胶的电导率(由0.165 S·m^(-1)增加到0.290 S·m^(-1))。OCAPS/PAA-Na水凝胶可作为应变式电阻传感器材料精确地检测一些细微的人体动作,传感灵敏系数值达5.17,在柔性智能可穿戴设备和电子皮肤领域具有良好的应用前景。

自黏附型酚醛树脂流变特性及其预浸料与Nomex蜂窝芯共固化黏接性能

采用流变仪研究了固化反应温度、时间以及增韧剂和增稠剂加入量对酚醛树脂流变特性的影响,并测试了玻璃纤维增强酚醛预浸料与Nomex蜂窝芯共固化成型后玻璃纤维/酚醛-Nomex蜂窝夹层结构复合材料的板-芯黏接性能。结果表明:改性后酚醛树脂在高温时的黏度提高较多,流动性得到了有效改善,所得预浸料与Nomex蜂窝芯的界面黏接明显增强,并且当增韧剂和增稠剂的加入量与纯酚醛树脂的质量比分别为5%和3%时,所制备出的夹层板的滚筒剥离强度达到15N·mm/mm以上,改性后酚醛树脂及其预浸料具有了一定程度的自黏附特性。此外,在共固化工艺中采用合适的升温制度,可以进一步提高玻璃纤维/酚醛-Nomex蜂窝夹层结构复合材料的板-芯黏接强度。