可愈合耐低温聚丙烯酸丁酯基凝胶的制备及无线应变传感性能

作     者：崔国虎 张楠 游峰 张爱青 曹一畅 李英 申峻 杜海燕 

作者机构：太原理工大学化学与化工学院 武汉工程大学材料科学与工程学院湖北省等离子体化学与新材料重点实验室 山西医科大学第一医院口腔修复科 

出 版 物：《化工进展》 (Chemical Industry and Engineering Progress)

年 卷 期：2025年

核心收录：

学科分类：081702[工学-化学工艺] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 

基　　金：山西省基础研究计划资助项目(202203021211023) 

主　　题：聚丙烯酸丁酯 耐低温凝胶 自愈合 无线应变传感 

摘      要：凝胶基无线应变传感器可以通过无线信号传输技术将人体关节活动和语言等信号传输到移动设备，实时监测人体的运动或康复。然而凝胶中的水分子在低温下会形成冰晶，导致凝胶失去柔韧性和导电性，限制了传感器在寒冷环境的应用。本文以聚乙烯醇（PVA）、丙烯酸丁酯（BA）及植酸（PA）为原料，在二甲基亚砜（DMSO）/水(H2O)的混合溶剂中通过热引发自由基聚合后，借助多重氢键自组装的作用制备了具有耐低温和自愈合功能特性的聚丙烯酸丁酯凝胶。将其串联至无线信号传输模块可将人体关节等机械运动转化成电信号从而实现无线应变传感功能。当BA含量为35%时，无线应变传感器的拉伸强度和断裂伸长率分别可达461kPa 和886%，自愈合效率为80%，-25 ℃下仍具有较高的应变灵敏度（GF=0.77）。