一种双亲和高分子材料及其制备方法与流程

[0001]
本发明涉及高分子化合物领域，具体涉及一种双亲和高分子材料及其制备方法。


背景技术：

[0002]
现有的电极片通常包括理疗电极片、心电电极片、肌电电极片、脑电电极片，以及用于人体生物电阻抗检测的电极片，其中，用于人体生物阻抗检测的电极片，其与人体皮肤的贴合程度将会直接影响到测试结果。因此，目前对用于人体生物阻抗检测的电极片与人体皮肤的贴合程度有较高要求，电极片与人体皮肤的贴合浸润程度一定要保持良好。然而，人体皮肤主要有两大特性：油性皮肤和干性皮肤，若是电极片分为针对油性皮肤和干性皮肤的两种电极片，不仅在使用时要区分不同的皮肤特性使用不同的电极片，还需要不断更换电极片，增加使用者的工作量。若是不区分皮肤特性，均使用同一种电极片，则可能会存在电极片与人体皮肤贴合浸润程度较差的情况，进而降低监护仪检测结果的准确性。因此，需要一种可同时适用于油性皮肤和干性皮肤的电极片。


技术实现要素：

[0003]
本发明意在提供一种双亲和高分子材料及其制备方法，以解决现有电极片难以同时适用于油性皮肤和干性皮肤的问题。
[0004]
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：一种双亲和高分子材料，按质量份数计包括以下制备原料：酸性聚合单体2-8份、双键及酰胺基15-30份、溶解剂0.1-5份、碱1-5份、交联剂0.01-1份、阻聚剂0.01-0.08份、粘合剂0.01-0.07份、保水剂20-28份。
[0005]
本发明还提供了一种双亲和高分子材料的制备方法，包括以下步骤：
[0006]
s1、将阻聚剂与溶解剂混合，搅拌均匀，得到混合物a；
[0007]
s2、将步骤s1中的混合物a溶解于水中，搅拌均匀，得到溶液a；同时，将碱溶解于水中，搅拌均匀，得到溶液b；
[0008]
s3、将酸性聚合单体加入步骤s2中的溶液a中，搅拌均匀，得到溶液c；
[0009]
s4、将步骤s2中的溶液b倒入步骤s3中的溶液c中，随后立即加入双键及酰胺基，搅拌均匀，得到溶液d；
[0010]
s5、将交联剂、粘合剂依序分别加入步骤s4中的溶液d中，每加入一种制备原料，搅拌均匀后再加入下一种制备原料，得到溶液e；
[0011]
s6、将保水剂加入步骤s5中的溶液e中，搅拌均匀，得到溶液f；
[0012]
s7、将步骤s6中的溶液f进行过滤，得到滤液。
[0013]
优选的，作为一种改进，所述酸性聚合单体为丙磺酸、丙烯酸、甲基丙磺酸中的一种或两种。
[0014]
优选的，作为一种改进，所述双键及酰胺基为二甲基丙烯酰胺、丙烯酰胺、羟甲基丙烯酰胺中的一种或两种。
[0015]
优选的，作为一种改进，所述溶解剂为乙醇或丙酮，所述碱为氢氧化钠、氢氧化钾
中的一种或两种。
[0016]
优选的，作为一种改进，所述交联剂为双丙酮丙烯酰胺、n-羟甲基丙烯酰胺、n,n'-亚甲基双丙烯酰胺中的一种或两种。
[0017]
优选的，作为一种改进，所述阻聚剂为对苯醌或4-甲氧基酚。
[0018]
优选的，作为一种改进，所述粘合剂为聚乙二醇二丙烯酸酯或聚乙二醇二甲基丙烯酸酯，所述保水剂为甘油、聚丙烯酸钠、聚丙烯酸铵中的一种或两种。
[0019]
优选的，作为一种改进，所述步骤s1、步骤s2、步骤s5、步骤s6及步骤s7中，搅拌速度为60-80r/min，搅拌时间为10-15s；步骤s3中，搅拌速度为60-80r/min，搅拌时间为50-60s；步骤s4中，搅拌速度为120-150r/min，搅拌时间为160-180s。
[0020]
优选的，作为一种改进，所述步骤s3-步骤s6均监测溶液酸碱度，保持溶液的ph为4.0-7.5。
[0021]
本方案的原理及优点是：本方案基于所选择的制备原料及制备步骤的先后顺序，可以得到具有良好亲水亲油性的双亲和高分子材料，通过步骤s1-s3，可以将对应的制备原料很好的进行溶解；步骤s4中，酸性聚合单体能够通过与碱中和反应，形成中性聚合物，同时与双键及酰胺基发生共聚反应，形成稳定的基团；步骤s5中，通过加入交联剂，让聚合物保持稳定的网状结构，通过加入粘合剂使得溶液保持一定的黏度；步骤s6中，通过加入保水剂，使最终得到的双亲和高分子材料能够保持水分。
[0022]
本方案中的双亲和高分子材料，由于其带有亲水基团羟基和酰胺基，以及亲油基团亚甲基和烃基，因此，本方案中的双亲和高分子材料既具有亲水性又具有亲油性，向该双亲和高分子材料中加入光固剂，混合均匀，在一定条件下固化后，能够得到既具有亲水性又具有亲油性的导电胶，将该导电胶应用在电极片上，从而使得电极片能够适用于油性皮肤和干性皮肤，进而提高电极片与人体皮肤的贴合浸润程度，从而确保人体生物阻抗检测的准确性。并且，使用时不必根据人体皮肤的特性更换不同的电极片，使用方便。
具体实施方式
[0023]
下面通过具体实施方式进一步详细说明：
[0024]
实施例1-5是本发明的实施例，各实施例中制备原料的选择、添加量以及固化参数如表1所示。表1中，各制备原料的添加量的单位为份，例如“丙磺酸/2”表示酸性聚合单体为丙磺酸，且添加量为2份；“丙磺酸+丙烯酸/3.4+3.4”表示酸性聚合单体为丙磺酸3.4份与丙烯酸3.4份的混合物。
[0025]
表1
[0026][0027][0028]
以实施例1为例详细说明本发明一种双亲和高分子材料的制备方法，包括以下步骤：
[0029]
步骤一、将对苯醌0.01份与乙醇0.1份混合，搅拌均匀，得到混合物a，搅拌速度为60-80r/min，搅拌时间为10-15s。
[0030]
步骤二、将46.67份水分为两组，分别为a组水和b组水，a组水和b组水分别为23.3
份和23.37份。将步骤一中的混合物a倒入a组水中，搅拌均匀，搅拌速度为60-80r/min，搅拌时间为10-15s，得到溶液a。同时，将氢氧化钠1.2份倒入b组水中，搅拌均匀，搅拌速度为60-80r/min，搅拌时间为10-15s，得到溶液b。
[0031]
步骤三、将丙磺酸2份加入步骤二中的溶液a中，搅拌均匀，搅拌速度为60-80r/min，搅拌时间为50-60s，得到溶液c。
[0032]
步骤四、将步骤二中的溶液b倒入步骤三中的溶液c中，随后立即加入丙烯酰胺30份，搅拌均匀，搅拌速度为120-150r/min，搅拌时间为160-180s，得到溶液d。
[0033]
步骤五、将双丙酮丙烯酰胺0.01份、聚乙二醇二丙烯酸酯0.01份依序分别加入步骤四中的溶液d中，具体地，将双丙酮丙烯酰胺0.01份加入步骤四中的溶液d中，60-80r/min下搅拌10-15s，再加入聚乙二醇二丙烯酸酯0.01份，60-80r/min下搅拌10-15s，得到溶液e。
[0034]
步骤六、将甘油20份加入步骤五中的溶液e中，搅拌均匀，搅拌速度为60-80r/min，搅拌时间为10-15s，得到溶液f。
[0035]
步骤七、将步骤六中的溶液f进行过滤，得到滤液，滤液即为双亲和高分子材料。
[0036]
步骤三至步骤六中，实时监测溶液的酸碱度，使得溶液的ph为4.0-7.5。
[0037]
向实施例1-5中所得的滤液中添加光固剂，光固剂可选用2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮或1-羟环己基苯酮或苯甲酰甲酸甲酯。光固剂的添加量为0.5-5份，搅拌均匀后，经光照后固化形成导电胶。固化过程中，光照时间2-7s，光照强度为50-110mw/cm2。
[0038]
购买三种市面上销售的电极片(该电极片带有导电胶)，将导电胶取下作为对比例，分别为对比例1、对比例2和对比例3。
[0039]
对比例4
[0040]
本对比例中采用如下方法制备导电胶：将丙烯酸15.4份、氢氧化钾19.7份、甘油43.7份、交联剂0.7份、水15.4份和增粘剂4.3份顺次加入搅拌罐内，然后搅拌均匀，搅拌速度为110r/min，搅拌时间为5min。本对比例中，交联剂为三丙二醇二丙烯酸酯，增粘剂为水性增粘乳液780。
[0041]
搅拌完成后，再加入和光固剂0.8份，光固剂为2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮。搅拌均匀后，经光照后固化形成导电胶。固化过程中，光照时间3s，光照强度为100mw/cm2。
[0042]
分别对以实施例1-5所得的双亲和高分子材料为原料制得的导电胶，以及对比例1-4中的导电胶进行性能测试，检测指标包括：亲水性和亲油性，每个实施例或者对比例针对每个检测指标重复测量三次，结果如表2所示。
[0043]
其中，亲水性的测定是将各实施例中的双亲和高分子材料经固化后制得的导电胶，以及各对比例中的导电胶分别放置于纯化水中，放置24小时后，记录吸收水分后的重量，并计算吸水率，吸水率计算公式为：吸水率＝吸收水的重量/吸水前胶重，吸收水的重量＝吸水后胶重-吸水前胶重。
[0044]
亲油性的测定是将各实施例中的双亲和高分子材料经固化后制得的导电胶，以及各对比例中的导电胶分别放置于油相——三油酸甘油酯中，放置24小时后，记录吸收油脂后的重量，并计算吸油率，吸油率计算公式为：吸油率＝吸收油的重量/吸油前胶重，吸收油的重量＝吸油后胶重-吸油前胶重。
[0045]
表2
[0046][0047]
[0048]
由表2可以明显看出，实施例1-5中的双亲和高分子材料经固化后制成的导电胶，其吸水率显著高于各对比例，其中，实施例1中的双亲和高分子材料经固化后制成的导电胶，其吸水率大约是对比例1中导电胶吸水率的10倍，大约是对比例3中导电胶吸水率的2倍。同时，实施例1-5中的双亲和高分子材料经固化后制成的导电胶，其吸油率显著高于各对比例，其吸油率基本是对比例中导电胶吸油率的2倍，其中，实施例5中的双亲和高分子材料经固化后制成的导电胶，其吸油率与对比例4中导电胶的吸油率的最大比可达2.81。
[0049]
将实施例2与对比例4相比，在制备原料上，实施例2增加了羟甲基丙烯酰胺、丙酮、4-甲氧基酚；实施例2中的交联剂选用的是n-羟甲基丙烯酰胺，对比例4中的交联剂选用的是三丙二醇二丙烯酸酯；实施例2中的选用粘合剂，而对比例4中选用增粘剂。并且，实施例2与对比例4中各制备原料的添加顺序不同，搅拌速度和时间也不相同。即实施例2和对比例4，在制备原料的选择、制备原料的添加顺序、制备方法上均有所差异，因此，在整体上导致了实施例2中的双亲和高分子材料经固化后制成的导电胶的亲水性和亲油性优于对比例4中的导电胶的亲水性和亲油性。
[0050]
由此可见，本发明中的双亲和高分子材料不仅具有良好的亲水性，还具有较好的亲油性，本发明中的双亲和高分子材料经固化后制成的导电胶，既能与干性皮肤具有较高的贴合浸润程度，又能与油性皮肤具有较高的贴合浸润程度。换而言之，将本发明中的双亲和高分子材料经固化后制成的导电胶应用在电极片上，即可得到既适用于干性皮肤又适用于油性皮肤的电极片，避免在进行人体生物阻抗检测时，需要区分人体皮肤后选择合适的电极片，使用更加方便。
[0051]
以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体技术方案和/或特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明技术方案的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

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