Page 81 - 《精细化工》2022年第7期

第 7 期 张晓静，等: 水溶性 Janus 型 POSS 的制备及对 PAA/PAM 水凝胶性能的影响
图 8 1% AS-POSS/PAA/PAM 水凝胶的溶胀曲线（a）；5%
AS-POSS/PAA/PAM、10% AS-POSS/PAA/ PAM、15%
AS-POSS/PAA/PAM、20% AS-POSS/ PAA/PAM、
25% AS-POSS/PAA/PAM 和 MBA/PAA/ PAM 水凝
胶的溶胀曲线（b）
Fig. 8 Swelling curve of 1% AS-POSS/PAA/PAM hydrogel
(a); Swelling curves of 5% AS-POSS/PAA/PAM,
10% AS-POSS/PAA/PAM, 15% AS-POSS/PAA/
PAM, 20% AS-POSS/PAA/PAM, 25% AS-POSS/
PAA/PAM and MBA/PAA/PAM hydrogels (b)
2.7 AS-POSS/PAA/PAM 水凝胶的导电性能
图 9a 为 MBA/PAA/PAM 水凝胶和 AS-POSS/
PAA/PAM 水凝胶的导电通路图。在 5 V 的电压下两
组水凝胶均能形成导电通路，使发光二极管发亮，
可以看出 1% AS-POSS/PAA/PAM 组和 25% AS-
POSS/PAA/PAM 组的亮度明显比 MBA/PAA/PAM 组
的亮度高，表明 AS-POSS/PAA/PAM 水凝胶具有良
好的导电性能。图 9b 为 AS-POSS/PAA/PAM 和
MBA/PAA/PAM 水凝胶的离子电导率。AS-POSS/
PAA/PAM 水凝胶的离子电导率随着 AS-POSS 用量
的增加由 0.105 S/m 逐渐增大到 0.401 S/m。这是由
于 AS-POSS 中含有有机基团—SO 3 Na，AS-POSS 的
引入也起到电解质作用，AS-POSS/PAA/PAM 水凝
胶的导电性随着体系中导电离子含量的增加而增
强。AS-POSS/PAA/PAM 水凝胶的离子电导率均高
于对照组 MBA/PAA/PAM 水凝胶的离子电导率
（0.064 S/m），表明 AS-POSS 的引入可以提高水凝
胶的离子导电性。目前，文献报道的离子导电水凝
胶的离子电导率在 0.01~10 S/m [31] ，AS-POSS/PAA/
PAM 水凝胶在未加入其他导电介质的条件下，其离
·1367·
子电导率大于 0.1 S/m，满足了作为柔性传感器、电
解质的基本要求 [31-32] 。
图 9 AS-POSS/PAA/PAM 和 MBA/PAA/PAM 水凝胶的导
电通路照片（a）；AS-POSS/PAA/PAM 和 MBA/PAA/
PAM 水凝胶的离子电导率（b）
Fig. 9 Pictures of conductive path of AS-POSS/PAA/PAM
hydrogels and MBA/PAA/PAM hydrogel (a); Ionic
conductivity of AS-POSS/PAA/PAM hydrogel and
MBA/PAA/PAM hydrogels (b)
3 结论
本文设计并实现了不饱和 Acrylo-POSS 与 MPS
之间可控巯基点击反应，打破了八官能团 POSS 的
对称 性，得到 了水溶 性 Janus 型 POSS 单体
（ AS-POSS ）。巯基点 击反应的高 效率保证了
AS-POSS 结构和溶解度的有效调控，随着 MPS 和
Acrylo-POSS 物质的量比的增加，AS-POSS 在水中
1
的溶解度由 372 g/L 增大到 1342 g/L。通过 HNMR、
29
SiNMR 和 MALDI-TOF MS 等对其结构进行了表
征。将 AS-POSS 作为交联剂与 AA 和 AM 共聚，所
得 AS-POSS/PAA/PAM 水凝胶具有更为均匀的孔洞
结构和高的平衡溶胀比，其中 1% AS-POSS/PAA/