本發(fā)明涉及功能性聚兩性電解質(zhì)材料的智能驅(qū)動(dòng)器材料領(lǐng)域，具體涉及一種可自發(fā)驅(qū)動(dòng)的聚兩性電解質(zhì)水凝膠驅(qū)動(dòng)器及其制備方法與驅(qū)動(dòng)方式。

背景技術(shù)：

水凝膠由于含有大量的水，并且具有完善的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)賦予其軟物質(zhì)的特性，具有弱刺激-強(qiáng)響應(yīng)、少添加-大效果、驅(qū)動(dòng)條件溫和等優(yōu)點(diǎn)；而軟物質(zhì)驅(qū)動(dòng)器特別是水凝膠驅(qū)動(dòng)器在智能器件領(lǐng)域的發(fā)展日益受到關(guān)注。聚兩性電解質(zhì)水凝膠則是包含陽(yáng)離子單體、陰離子單體甚至中性單體的一種水凝膠，與聚電解質(zhì)不同的是它具有十分獨(dú)特的溶脹行為，這種性質(zhì)對(duì)新型驅(qū)動(dòng)器材料的開(kāi)發(fā)和設(shè)計(jì)具有重要的啟發(fā)和指導(dǎo)意義，將聚兩性電解質(zhì)水凝膠應(yīng)用于智能驅(qū)動(dòng)器的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)，是今后智能柔性材料的研究熱點(diǎn)之一。

在凝膠驅(qū)動(dòng)器的研究中，形狀記憶凝膠驅(qū)動(dòng)器可以從臨時(shí)形狀回復(fù)到原始形狀，為目前研究頗為廣泛的一種水凝膠驅(qū)動(dòng)器。但目前報(bào)道的形狀記憶凝膠驅(qū)動(dòng)器的每一個(gè)驅(qū)動(dòng)周期都需要先用外力將凝膠固定為一個(gè)臨時(shí)形狀（acsappl.mater.interfaces2016,8,12384?12392；macromol.mater.eng.2017,302,1600359），而無(wú)法實(shí)現(xiàn)凝膠自發(fā)的在臨時(shí)形狀與原始形狀之間轉(zhuǎn)換，因此凝膠驅(qū)動(dòng)器的操作方式比較復(fù)雜，大大制約了水凝膠在驅(qū)動(dòng)器領(lǐng)域的應(yīng)用。

聚兩性電解質(zhì)水凝膠由具有正負(fù)電荷的兩性聚電解質(zhì)通過(guò)靜電吸引交聯(lián)作用制備而成，具有特殊ph響應(yīng)性和溶脹行為。受此啟發(fā)，我們創(chuàng)造性地制備了一種具有ph響應(yīng)性的聚兩性電解質(zhì)水凝膠驅(qū)動(dòng)器，將合成傳統(tǒng)聚兩性電解質(zhì)水凝膠的陰離子強(qiáng)電解質(zhì)單體的一部分置換為弱電解質(zhì)單體，通過(guò)改變?nèi)芤旱膒h使水凝膠強(qiáng)度和溶脹度發(fā)生改變，實(shí)現(xiàn)水凝膠在具有形狀記憶功能的同時(shí)可實(shí)現(xiàn)自發(fā)驅(qū)動(dòng)現(xiàn)象。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種可自發(fā)驅(qū)動(dòng)的聚兩性電解質(zhì)水凝膠驅(qū)動(dòng)器及其制備方法與驅(qū)動(dòng)方式。

本發(fā)明的可自發(fā)驅(qū)動(dòng)的聚兩性電解質(zhì)水凝膠驅(qū)動(dòng)器由陽(yáng)離子單體[3-(甲基丙烯酰氨基)丙基]三甲基氯化銨和陰離子單體對(duì)苯乙烯磺酸鈉、丙烯酸類單體通過(guò)自由基共聚得到；該水凝膠驅(qū)動(dòng)器可通過(guò)改變?nèi)芤簆h值的方法使水凝膠在溶液中實(shí)現(xiàn)自發(fā)形狀改變的驅(qū)動(dòng)功能。

本發(fā)明的目的通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)。

一種可自發(fā)驅(qū)動(dòng)的聚兩性電解質(zhì)水凝膠驅(qū)動(dòng)器的制備方法，包括如下步驟：

（1）制備聚兩性電解質(zhì)水凝膠：將陽(yáng)離子單體[3-(甲基丙烯酰氨基)丙基]三甲基氯化銨、陰離子單體對(duì)苯乙烯磺酸鈉和丙烯酸類單體、引發(fā)劑分散在水中，并除去反應(yīng)液中的氧氣；然后將反應(yīng)液加入到模具中并密封，引發(fā)聚合得到聚兩性電解質(zhì)水凝膠；

（2）制備聚兩性電解質(zhì)水凝膠驅(qū)動(dòng)器：將步驟（1）制備的聚兩性電解質(zhì)水凝膠在堿性溶液中浸泡，使用外力使聚兩性電解質(zhì)水凝膠獲得臨時(shí)形狀；再將具有臨時(shí)形狀的聚兩性電解質(zhì)水凝膠放入酸性溶液中固定臨時(shí)形狀，即得到聚兩性電解質(zhì)水凝膠驅(qū)動(dòng)器。

進(jìn)一步地，步驟（1）所述陽(yáng)離子單體與陰離子單體的摩爾比為1:1，對(duì)苯乙烯磺酸鈉與丙烯酸類單體的摩爾比為1:9~9:1，總單體在反應(yīng)液中的摩爾濃度為0.8~4mol/l；所述丙烯酸類單體為丙烯酸和甲基丙烯酸中的一種以上。

進(jìn)一步地，步驟（1）所述引發(fā)劑為光引發(fā)劑或熱引發(fā)劑，當(dāng)使用光引發(fā)劑時(shí)，采用波長(zhǎng)范圍為300~380nm，功率為10~50w的紫外光照射6~24小時(shí)引發(fā)聚合；當(dāng)使用熱引發(fā)劑時(shí)，在50~75℃聚合10~40小時(shí)；所述引發(fā)劑的用量為總單體摩爾量的0.05%~0.5%。

進(jìn)一步地，所述光引發(fā)劑為α-酮戊二酸，所述熱引發(fā)劑為過(guò)硫酸鉀或過(guò)硫酸銨。

進(jìn)一步地，步驟（2）所述堿性溶液為naoh溶液、koh溶液、ca(oh)2溶液或ba(oh)2溶液，濃度為0.001~1mol/l；所述浸泡的時(shí)間為1~10分鐘。

進(jìn)一步地，步驟（2）所述酸性溶液為hcl溶液、h2so4溶液或hno3溶液，濃度為0.001~1mol/l；所述固定的時(shí)間為0.5~25分鐘；所述臨時(shí)形狀是與聚兩性電解質(zhì)水凝膠原始形狀不同的形狀。

以上所述的制備方法制得的一種可自發(fā)驅(qū)動(dòng)的聚兩性電解質(zhì)水凝膠驅(qū)動(dòng)器。

以上所述的一種可自發(fā)驅(qū)動(dòng)的聚兩性電解質(zhì)水凝膠驅(qū)動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)方式，包括如下步驟：

（1）將聚兩性電解質(zhì)水凝膠驅(qū)動(dòng)器放入堿性溶液中浸泡，臨時(shí)形狀可恢復(fù)為原始形狀；

（2）將恢復(fù)為原始形狀的聚兩性電解質(zhì)水凝膠驅(qū)動(dòng)器再放入酸性溶液中浸泡，所述聚兩性電解質(zhì)水凝膠驅(qū)動(dòng)器即可在沒(méi)有外力作用的情況下自發(fā)的變回之前的臨時(shí)形狀；

（3）將具有臨時(shí)形狀的聚兩性電解質(zhì)水凝膠驅(qū)動(dòng)器再進(jìn)行步驟（1）的操作，所述聚兩性電解質(zhì)水凝膠驅(qū)動(dòng)器即可恢復(fù)為原始形狀，將恢復(fù)為原始形狀的聚兩性電解質(zhì)水凝膠驅(qū)動(dòng)器再進(jìn)行步驟（2）的操作，所述聚兩性電解質(zhì)水凝膠驅(qū)動(dòng)器在沒(méi)有外力作用的情況下自發(fā)的變回之前的臨時(shí)形狀；即，通過(guò)步驟（1）和步驟（2）的連續(xù)重復(fù)操作，可以實(shí)現(xiàn)通過(guò)控制溶液ph值，在不施加外力作用的情況下，使所述聚兩性電解質(zhì)水凝膠驅(qū)動(dòng)器在溶液中在臨時(shí)形狀與原始形狀之間自發(fā)變化以產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)。

進(jìn)一步地，所述堿性溶液為naoh溶液、koh溶液、ca(oh)2溶液或ba(oh)2溶液，濃度為0.001~1mol/l；所述浸泡時(shí)間為1~30分鐘。

進(jìn)一步地，所述酸性溶液為hcl溶液、h2so4溶液或hno3溶液，濃度為0.001~1mol/l；所述浸泡時(shí)間為0.5~25分鐘；所述臨時(shí)形狀是與聚兩性電解質(zhì)水凝膠驅(qū)動(dòng)器原始形狀不同的形狀。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下的優(yōu)點(diǎn)與技術(shù)效果：

1.本發(fā)明所提供的聚兩性電解質(zhì)水凝膠驅(qū)動(dòng)器，可通過(guò)控制溶液ph，在不施加外力作用的情況下，使凝膠在溶液中在臨時(shí)形狀與原始形狀之間自發(fā)變化以產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)，且此過(guò)程可多次重復(fù)進(jìn)行。

2.本發(fā)明的可自發(fā)驅(qū)動(dòng)的聚兩性電解質(zhì)水凝膠驅(qū)動(dòng)器，克服了傳統(tǒng)形狀記憶水凝膠驅(qū)動(dòng)器每個(gè)形狀記憶周期都必須通過(guò)外力獲得臨時(shí)形狀的缺陷。

3.本發(fā)明所提供的可連續(xù)自發(fā)驅(qū)動(dòng)的聚兩性電解質(zhì)水凝膠驅(qū)動(dòng)器可用于設(shè)計(jì)自發(fā)驅(qū)動(dòng)的柔性機(jī)器人等智能驅(qū)動(dòng)設(shè)備。

4.本發(fā)明采用“一鍋法”直接共聚得到水凝膠，與傳統(tǒng)制備聚兩性電解質(zhì)水凝膠相比，在聚合過(guò)程中不添加nacl等反離子到反應(yīng)體系中，聚合之后不需要泡水等后續(xù)處理步驟，合成方法簡(jiǎn)單，制備的水凝膠可直接用來(lái)制備水凝膠驅(qū)動(dòng)器。

5.本發(fā)明在保證陰陽(yáng)離子單體摩爾比例為1:1的前提下，可以通過(guò)控制兩種陰離子單體的比例來(lái)調(diào)節(jié)水凝膠的強(qiáng)度，同時(shí)還可以通過(guò)調(diào)節(jié)酸溶液或堿溶液的濃度及浸泡時(shí)間來(lái)控制該水凝膠驅(qū)動(dòng)器自發(fā)驅(qū)動(dòng)的速率及驅(qū)動(dòng)幅度。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)的描述。對(duì)實(shí)施例中得到的水凝膠，采用xiong等macromolecules，2009，42：3811-3817文獻(xiàn)公開(kāi)的方法測(cè)定機(jī)械性能，采用huang等acsappl.mater.interfaces,2016,8,12384-12392文獻(xiàn)公開(kāi)的方法測(cè)定水凝膠的驅(qū)動(dòng)過(guò)程。這些實(shí)施例僅用于說(shuō)明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。

實(shí)施例1

在室溫下將3.522ml[3-(甲基丙烯酰氨基)丙基]三甲基氯化銨溶液（濃度為50wt%）分散在4.12ml除氧去離子水中，然后加入0.358ml甲基丙烯酸單體、0.8660g對(duì)苯乙烯磺酸鈉單體，攪拌得到均勻的分散液，向分散液中通入氬氣以除去其中的氧氣，接著加入0.0061gα-酮戊二酸，攪拌至完全溶解，最后將反應(yīng)液加入到模具中并密封，置于波長(zhǎng)為300nm，功率為10w的紫外光下照射24小時(shí)，得到聚兩性電解質(zhì)水凝膠，其拉伸斷裂強(qiáng)度為220kpa；將制備的聚兩性電解質(zhì)水凝膠浸泡在0.1mol/l氫氧化鈉溶液中5分鐘；然后利用外力將其擰成螺旋狀，浸泡在0.1mol/l鹽酸溶液中1.5分鐘，該水凝膠定形，即得到聚兩性電解質(zhì)水凝膠驅(qū)動(dòng)器；將該驅(qū)動(dòng)器浸泡在0.1mol/l氫氧化鈉溶液中10分鐘，驅(qū)動(dòng)器恢復(fù)至原始形狀，然后浸泡在0.1mol/l鹽酸溶液中1.5分鐘，該水凝膠驅(qū)動(dòng)器又自發(fā)變成臨時(shí)形狀；接著再浸泡在0.1mol/l氫氧化鈉溶液中10分鐘又恢復(fù)至原始形狀，此過(guò)程可重復(fù)10次。

實(shí)施例2

在室溫下將3.522ml[3-(甲基丙烯酰氨基)丙基]三甲基氯化銨溶液（濃度為50wt%）分散在4.049ml除氧去離子水中，然后加入0.429ml甲基丙烯酸單體、0.6928g對(duì)苯乙烯磺酸鈉單體，攪拌得到均勻的分散液，向分散液中通入氬氣以除去其中的氧氣，接著加入0.0061gα-酮戊二酸，攪拌至完全溶解，最后將反應(yīng)液加入到模具中并密封，置于波長(zhǎng)為380nm，功率為30w的紫外光下照射12小時(shí)，得到聚兩性電解質(zhì)水凝膠，其拉伸斷裂強(qiáng)度為168kpa；將制備的聚兩性電解質(zhì)水凝膠浸泡在0.1mol/l氫氧化鈉溶液中5分鐘；然后利用外力將其擰成螺旋狀，浸泡在0.1mol/l鹽酸溶液中1.5分鐘，該水凝膠定形，即得到聚兩性電解質(zhì)水凝膠驅(qū)動(dòng)器；將該驅(qū)動(dòng)器浸泡在0.1mol/l氫氧化鈉溶液中10分鐘，驅(qū)動(dòng)器恢復(fù)至原始形狀，然后浸泡在0.1mol/l鹽酸溶液中1.5分鐘，該水凝膠驅(qū)動(dòng)器又自發(fā)變成臨時(shí)形狀；接著再浸泡在0.1mol/l氫氧化鈉溶液中10分鐘又恢復(fù)至原始形狀，此過(guò)程可重復(fù)8次。

實(shí)施例3

在室溫下將3.522ml[3-(甲基丙烯酰氨基)丙基]三甲基氯化銨溶液（濃度為50wt%）分散在4.192ml除氧去離子水中，然后加入0.286ml甲基丙烯酸單體、1.0392g對(duì)苯乙烯磺酸鈉單體，攪拌得到均勻的分散液，向分散液中通入氬氣以除去其中的氧氣，接著加入0.0061gα-酮戊二酸，攪拌至完全溶解，最后將反應(yīng)液加入到模具中并密封，置于波長(zhǎng)為365nm，功率為50w的紫外光下照射6小時(shí)，得到聚兩性電解質(zhì)水凝膠，其拉伸斷裂強(qiáng)度為243kpa；將制備的聚兩性電解質(zhì)水凝膠浸泡在0.1mol/l氫氧化鈉溶液中5分鐘；然后利用外力將其擰成螺旋狀，浸泡在0.1mol/l鹽酸溶液中1.5分鐘，該水凝膠定形，即得到聚兩性電解質(zhì)水凝膠驅(qū)動(dòng)器；將該驅(qū)動(dòng)器浸泡在0.1mol/l氫氧化鈉溶液中10分鐘，驅(qū)動(dòng)器恢復(fù)至原始形狀，然后浸泡在0.1mol/l鹽酸溶液中1.5分鐘，該水凝膠驅(qū)動(dòng)器又自發(fā)變成臨時(shí)形狀；接著再浸泡在0.1mol/l氫氧化鈉溶液中10分鐘又恢復(fù)至原始形狀，此過(guò)程可重復(fù)13次。

實(shí)施例4

在室溫下將3.522ml[3-(甲基丙烯酰氨基)丙基]三甲基氯化銨溶液（濃度為50wt%）分散在4.12ml除氧去離子水中，然后加入0.358ml甲基丙烯酸單體、0.8660g對(duì)苯乙烯磺酸鈉單體，攪拌得到均勻的分散液，向分散液中通入氬氣以除去其中的氧氣，接著加入0.0061gα-酮戊二酸，攪拌至完全溶解，最后將反應(yīng)液加入到模具中并密封，置于波長(zhǎng)為320nm，功率為40w的紫外光下照射11小時(shí)，得到聚兩性電解質(zhì)水凝膠，其拉伸斷裂強(qiáng)度為220kpa；將制備的聚兩性電解質(zhì)水凝膠浸泡在0.1mol/l氫氧化鈉溶液中5分鐘；然后利用外力將其擰成螺旋狀，浸泡在0.1mol/l鹽酸溶液中1.5分鐘，該水凝膠定形，即得到聚兩性電解質(zhì)水凝膠驅(qū)動(dòng)器；將該驅(qū)動(dòng)器浸泡在0.1mol/l氫氧化鈉溶液中10分鐘，驅(qū)動(dòng)器恢復(fù)至原始形狀，然后浸泡在0.01mol/l鹽酸溶液中10分鐘，該水凝膠驅(qū)動(dòng)器又自發(fā)變成臨時(shí)形狀；接著再浸泡在0.1mol/l氫氧化鈉溶液中10分鐘又恢復(fù)至原始形狀，此過(guò)程可重復(fù)11次。

實(shí)施例5

在室溫下將3.522ml[3-(甲基丙烯酰氨基)丙基]三甲基氯化銨溶液（濃度為50wt%）分散在4.12ml除氧去離子水中，然后加入0.358ml甲基丙烯酸單體、0.8660g對(duì)苯乙烯磺酸鈉單體，攪拌得到均勻的分散液，向分散液中通入氬氣以除去其中的氧氣，接著加入0.0061gα-酮戊二酸，攪拌至完全溶解，最后將反應(yīng)液加入到模具中并密封，置于波長(zhǎng)為360nm，功率為45w的紫外光下照射10小時(shí)，得到聚兩性電解質(zhì)水凝膠，其拉伸斷裂強(qiáng)度為220kpa；將制備的聚兩性電解質(zhì)水凝膠浸泡在0.1mol/l氫氧化鈉溶液中5分鐘；然后利用外力將其擰成螺旋狀，浸泡在0.1mol/l鹽酸溶液中1.5分鐘，該水凝膠定形，即得到聚兩性電解質(zhì)水凝膠驅(qū)動(dòng)器；將該驅(qū)動(dòng)器浸泡在0.1mol/l氫氧化鈉溶液中10分鐘，驅(qū)動(dòng)器恢復(fù)至原始形狀，然后浸泡在0.001mol/l鹽酸溶液中25分鐘，該水凝膠驅(qū)動(dòng)器又自發(fā)變成臨時(shí)形狀；接著再浸泡在0.1mol/l氫氧化鈉溶液中10分鐘又恢復(fù)至原始形狀，此過(guò)程可重復(fù)12次。

實(shí)施例6

在室溫下將1.342ml[3-(甲基丙烯酰氨基)丙基]三甲基氯化銨溶液（濃度為50wt%）分散在6.413ml除氧去離子水中，然后加入0.245ml甲基丙烯酸單體、0.0660g對(duì)苯乙烯磺酸鈉單體，攪拌得到均勻的分散液，向分散液中通入氬氣以除去其中的氧氣，接著加入0.00047gα-酮戊二酸，攪拌至完全溶解，最后將反應(yīng)液加入到模具中并密封，置于波長(zhǎng)為360nm，功率為40w的紫外光下照射6小時(shí)，得到聚兩性電解質(zhì)水凝膠，其拉伸斷裂強(qiáng)度為103kpa；將制備的聚兩性電解質(zhì)水凝膠浸泡在0.1mol/l氫氧化鈉溶液中5分鐘；然后利用外力將其擰成螺旋狀，浸泡在0.1mol/l鹽酸溶液中1.5分鐘，該水凝膠定形，即得到聚兩性電解質(zhì)水凝膠驅(qū)動(dòng)器；將該驅(qū)動(dòng)器浸泡在0.1mol/l氫氧化鈉溶液中10分鐘，驅(qū)動(dòng)器恢復(fù)至原始形狀，然后浸泡在0.1mol/l鹽酸溶液中1.5分鐘，該水凝膠驅(qū)動(dòng)器又自發(fā)變成臨時(shí)形狀；接著再浸泡在0.1mol/l氫氧化鈉溶液中10分鐘又恢復(fù)至原始形狀，此過(guò)程可重復(fù)6次。

實(shí)施例7

在室溫下將6.708ml[3-(甲基丙烯酰氨基)丙基]三甲基氯化銨溶液（濃度為50wt%）分散在1.156ml除氧去離子水中，然后加入0.136ml甲基丙烯酸單體、2.9691g對(duì)苯乙烯磺酸鈉單體，攪拌得到均勻的分散液，向分散液中通入氬氣以除去其中的氧氣，接著加入0.0234gα-酮戊二酸，攪拌至完全溶解，最后將反應(yīng)液加入到模具中并密封，置于波長(zhǎng)為340nm，功率為15w的紫外光下照射24小時(shí)，得到聚兩性電解質(zhì)水凝膠，其拉伸斷裂強(qiáng)度為658kpa；將制備的聚兩性電解質(zhì)水凝膠浸泡在0.1mol/l氫氧化鈉溶液中5分鐘；然后利用外力將其擰成螺旋狀，浸泡在0.1mol/l鹽酸溶液中1.5分鐘，該水凝膠定形，即得到聚兩性電解質(zhì)水凝膠驅(qū)動(dòng)器；將該驅(qū)動(dòng)器浸泡在0.1mol/l氫氧化鈉溶液中10分鐘，驅(qū)動(dòng)器恢復(fù)至原始形狀，然后浸泡在0.1mol/l鹽酸溶液中1.5分鐘，該水凝膠驅(qū)動(dòng)器又自發(fā)變成臨時(shí)形狀；接著再浸泡在0.1mol/l氫氧化鈉溶液中10分鐘又恢復(fù)至原始形狀，此過(guò)程可重復(fù)16次。

實(shí)施例8

在室溫下將3.522ml[3-(甲基丙烯酰氨基)丙基]三甲基氯化銨溶液（濃度為50wt%）分散在4.19ml除氧去離子水中，然后加入0.288ml丙烯酸單體、0.8660g對(duì)苯乙烯磺酸鈉單體，攪拌得到均勻的分散液，向分散液中通入氬氣以除去其中的氧氣，接著加入0.0114g過(guò)硫酸鉀，攪拌至完全溶解，最后將反應(yīng)液加入到模具中并密封，置于50℃環(huán)境中40小時(shí)，得到聚兩性電解質(zhì)水凝膠，其拉伸斷裂強(qiáng)度為158kpa；將制備的聚兩性電解質(zhì)水凝膠浸泡在0.1mol/lba(oh)2溶液中5分鐘；然后利用外力將其擰成螺旋狀，浸泡在0.1mol/lhno3溶液中1.5分鐘，該水凝膠定形，即得到聚兩性電解質(zhì)水凝膠驅(qū)動(dòng)器；將該驅(qū)動(dòng)器浸泡在0.1mol/lba(oh)2溶液中10分鐘，驅(qū)動(dòng)器恢復(fù)至原始形狀，然后浸泡在0.1mol/lhno3溶液中1.5分鐘，該水凝膠驅(qū)動(dòng)器又自發(fā)變成臨時(shí)形狀；接著再浸泡在0.1mol/lba(oh)2溶液中10分鐘又恢復(fù)至原始形狀，此過(guò)程可重復(fù)7次。

實(shí)施例9

在室溫下將3.522ml[3-(甲基丙烯酰氨基)丙基]三甲基氯化銨溶液（濃度為50wt%）分散在4.19ml除氧去離子水中，然后加入0.288ml丙烯酸單體、0.8660g對(duì)苯乙烯磺酸鈉單體，攪拌得到均勻的分散液，向分散液中通入氬氣以除去其中的氧氣，接著加入0.0096g過(guò)硫酸銨，攪拌至完全溶解，最后將反應(yīng)液加入到模具中并密封，置于75℃環(huán)境中10小時(shí)，得到聚兩性電解質(zhì)水凝膠，其拉伸斷裂強(qiáng)度為206kpa；將制備的聚兩性電解質(zhì)水凝膠浸泡在0.1mol/lca(oh)2溶液中5分鐘；然后利用外力將其擰成螺旋狀，浸泡在0.1mol/lh2so4溶液中1.5分鐘，該水凝膠定形，即得到聚兩性電解質(zhì)水凝膠驅(qū)動(dòng)器；將該驅(qū)動(dòng)器浸泡在0.1mol/lca(oh)2溶液中10分鐘，驅(qū)動(dòng)器恢復(fù)至原始形狀，然后浸泡在0.1mol/lh2so4溶液中1.5分鐘，該水凝膠驅(qū)動(dòng)器又自發(fā)變成臨時(shí)形狀；接著再浸泡在0.1mol/lca(oh)2溶液中10分鐘又恢復(fù)至原始形狀，此過(guò)程可重復(fù)9次。

實(shí)施例10

在室溫下將3.522ml[3-(甲基丙烯酰氨基)丙基]三甲基氯化銨溶液（濃度為50wt%）分散在4.12ml除氧去離子水中，然后加入0.358ml甲基丙烯酸單體、0.8660g對(duì)苯乙烯磺酸鈉單體，攪拌得到均勻的分散液，向分散液中通入氬氣以除去其中的氧氣，接著加入0.0114g過(guò)硫酸鉀，攪拌至完全溶解，最后將反應(yīng)液加入到模具中并密封，置于65℃環(huán)境中12小時(shí)，得到聚兩性電解質(zhì)水凝膠，其拉伸斷裂強(qiáng)度為176kpa；將制備的聚兩性電解質(zhì)水凝膠浸泡在0.1mol/lkoh溶液中5分鐘；然后利用外力將其擰成螺旋狀，浸泡在0.1mol/l鹽酸溶液中1.5分鐘，該水凝膠定形，即得到聚兩性電解質(zhì)水凝膠驅(qū)動(dòng)器；將該驅(qū)動(dòng)器浸泡在0.1mol/lkoh溶液中10分鐘，驅(qū)動(dòng)器恢復(fù)至原始形狀，然后浸泡在0.1mol/l鹽酸溶液中1.5分鐘，該水凝膠驅(qū)動(dòng)器又自發(fā)變成臨時(shí)形狀；接著再浸泡在0.1mol/lkoh溶液中10分鐘又恢復(fù)至原始形狀，此過(guò)程可重復(fù)12次。

實(shí)施例11

在室溫下將3.522ml[3-(甲基丙烯酰氨基)丙基]三甲基氯化銨溶液（濃度為50wt%）分散在4.12ml除氧去離子水中，然后加入0.358ml甲基丙烯酸單體、0.8660g對(duì)苯乙烯磺酸鈉單體，攪拌得到均勻的分散液，向分散液中通入氬氣以除去其中的氧氣，接著加入0.0061gα-酮戊二酸，攪拌至完全溶解，最后將反應(yīng)液加入到模具中并密封，置于波長(zhǎng)為365nm，功率為40w的紫外光下照射11小時(shí)，得到聚兩性電解質(zhì)水凝膠，其拉伸斷裂強(qiáng)度為220kpa；將制備的聚兩性電解質(zhì)水凝膠浸泡在1mol/lkoh溶液中1分鐘；然后利用外力將其擰成螺旋狀，浸泡在1mol/l鹽酸溶液中0.5分鐘，該水凝膠定形，即得到聚兩性電解質(zhì)水凝膠驅(qū)動(dòng)器；將該驅(qū)動(dòng)器浸泡在1mol/lkoh溶液中1分鐘，驅(qū)動(dòng)器恢復(fù)至原始形狀，然后浸泡在1mol/l鹽酸溶液中0.5分鐘，該水凝膠驅(qū)動(dòng)器又自發(fā)變成臨時(shí)形狀；接著再浸泡在1mol/lkoh溶液中1分鐘又恢復(fù)至原始形狀，此過(guò)程可重復(fù)5次。

實(shí)施例12

在室溫下將3.522ml[3-(甲基丙烯酰氨基)丙基]三甲基氯化銨溶液（濃度為50wt%）分散在4.12ml除氧去離子水中，然后加入0.358ml甲基丙烯酸單體、0.8660g對(duì)苯乙烯磺酸鈉單體，攪拌得到均勻的分散液，向分散液中通入氬氣以除去其中的氧氣，接著加入0.0061gα-酮戊二酸，攪拌至完全溶解，最后將反應(yīng)液加入到模具中并密封，置于波長(zhǎng)為330nm，功率為25w的紫外光下照射18小時(shí)，得到聚兩性電解質(zhì)水凝膠，其拉伸斷裂強(qiáng)度為220kpa；將制備的聚兩性電解質(zhì)水凝膠浸泡在0.001mol/l氫氧化鈉溶液中10分鐘；然后利用外力將其擰成螺旋狀，浸泡在0.001mol/l鹽酸溶液中25分鐘，該水凝膠定形，即得到聚兩性電解質(zhì)水凝膠驅(qū)動(dòng)器；將該驅(qū)動(dòng)器浸泡在0.001mol/l氫氧化鈉溶液中30分鐘，驅(qū)動(dòng)器恢復(fù)至原始形狀，然后浸泡在0.001mol/l鹽酸溶液中25分鐘，該水凝膠驅(qū)動(dòng)器又自發(fā)變成臨時(shí)形狀；接著再浸泡在0.001mol/l氫氧化鈉溶液中30分鐘又恢復(fù)至原始形狀，此過(guò)程可重復(fù)14次。

實(shí)施例13

在室溫下將3.522ml[3-(甲基丙烯酰氨基)丙基]三甲基氯化銨溶液（濃度為50wt%）分散在3.959ml除氧去離子水中，然后加入0.519ml丙烯酸單體、0.1732g對(duì)苯乙烯磺酸鈉單體，攪拌得到均勻的分散液，向分散液中通入氬氣以除去其中的氧氣，接著加入0.0114g過(guò)硫酸鉀，攪拌至完全溶解，最后將反應(yīng)液加入到模具中并密封，置于65℃環(huán)境中12小時(shí)，得到聚兩性電解質(zhì)水凝膠，其拉伸斷裂強(qiáng)度為176kpa；將制備的聚兩性電解質(zhì)水凝膠浸泡在0.001mol/lba(oh)2溶液中10分鐘；然后利用外力使其彎曲，浸泡在0.1mol/l鹽酸溶液中1.5分鐘，該水凝膠定形，即得到聚兩性電解質(zhì)水凝膠驅(qū)動(dòng)器；將該驅(qū)動(dòng)器浸泡在0.001mol/lba(oh)2溶液中30分鐘，驅(qū)動(dòng)器恢復(fù)至原始形狀，然后浸泡在0.1mol/l鹽酸溶液中1.5分鐘，該水凝膠驅(qū)動(dòng)器又自發(fā)變成臨時(shí)形狀；接著再浸泡在0.001mol/lba(oh)2溶液中30分鐘又恢復(fù)至原始形狀，此過(guò)程可重復(fù)5次。

實(shí)施例14

在室溫下將3.522ml[3-(甲基丙烯酰氨基)丙基]三甲基氯化銨溶液（濃度為50wt%）分散在4.42ml除氧去離子水中，然后加入0.058ml丙烯酸單體、1.5588g對(duì)苯乙烯磺酸鈉單體，攪拌得到均勻的分散液，向分散液中通入氬氣以除去其中的氧氣，接著加入0.0114g過(guò)硫酸鉀，攪拌至完全溶解，最后將反應(yīng)液加入到模具中并密封，置于65℃環(huán)境中12小時(shí)，得到聚兩性電解質(zhì)水凝膠，其拉伸斷裂強(qiáng)度為176kpa；將制備的聚兩性電解質(zhì)水凝膠浸泡在0.01mol/l氫氧化鈉溶液中7.5分鐘；然后利用外力使其彎曲，浸泡在0.001mol/lhno3溶液中25分鐘，該水凝膠定形，即得到聚兩性電解質(zhì)水凝膠驅(qū)動(dòng)器；將該驅(qū)動(dòng)器浸泡在0.01mol/l氫氧化鈉溶液中20分鐘，驅(qū)動(dòng)器恢復(fù)至原始形狀，然后浸泡在0.001mol/lhno3溶液中25分鐘，該水凝膠驅(qū)動(dòng)器又自發(fā)變成臨時(shí)形狀；接著再浸泡在0.01mol/l氫氧化鈉溶液中20分鐘又恢復(fù)至原始形狀，此過(guò)程可重復(fù)14次。

實(shí)施例15

在室溫下將3.522ml[3-(甲基丙烯酰氨基)丙基]三甲基氯化銨溶液（濃度為50wt%）分散在4.132ml除氧去離子水中，然后加入0.346ml丙烯酸單體、0.6928g對(duì)苯乙烯磺酸鈉單體，攪拌得到均勻的分散液，向分散液中通入氬氣以除去其中的氧氣，接著加入0.0096g過(guò)硫酸銨，攪拌至完全溶解，最后將反應(yīng)液加入到模具中并密封，置于65℃環(huán)境中12小時(shí)，得到聚兩性電解質(zhì)水凝膠，其拉伸斷裂強(qiáng)度為176kpa；將制備的聚兩性電解質(zhì)水凝膠浸泡在0.01mol/lca(oh)2溶液中7.5分鐘；然后利用外力使其彎曲，浸泡在0.01mol/l鹽酸溶液中10分鐘，該水凝膠定形，即得到聚兩性電解質(zhì)水凝膠驅(qū)動(dòng)器；將該驅(qū)動(dòng)器浸泡在0.01mol/lca(oh)2溶液中20分鐘，驅(qū)動(dòng)器恢復(fù)至原始形狀，然后浸泡在0.01mol/l鹽酸溶液中10分鐘，該水凝膠驅(qū)動(dòng)器又自發(fā)變成臨時(shí)形狀；接著再浸泡在0.01mol/lca(oh)2溶液中20分鐘又恢復(fù)至原始形狀，此過(guò)程可重復(fù)8次。

實(shí)施例16

在室溫下將3.522ml[3-(甲基丙烯酰氨基)丙基]三甲基氯化銨溶液（濃度為50wt%）分散在4.247ml除氧去離子水中，然后加入0.231ml丙烯酸單體、1.0392g對(duì)苯乙烯磺酸鈉單體，攪拌得到均勻的分散液，向分散液中通入氬氣以除去其中的氧氣，接著加入0.0096g過(guò)硫酸銨，攪拌至完全溶解，最后將反應(yīng)液加入到模具中并密封，置于65℃環(huán)境中12小時(shí)，得到聚兩性電解質(zhì)水凝膠，其拉伸斷裂強(qiáng)度為176kpa；將制備的聚兩性電解質(zhì)水凝膠浸泡在1mol/l氫氧化鈉溶液中1分鐘；然后利用外力使其彎曲，浸泡在1mol/l鹽酸溶液中0.5分鐘，該水凝膠定形，即得到聚兩性電解質(zhì)水凝膠驅(qū)動(dòng)器；將該驅(qū)動(dòng)器浸泡在1mol/l氫氧化鈉溶液中1分鐘，驅(qū)動(dòng)器恢復(fù)至原始形狀，然后浸泡在1mol/l鹽酸溶液中0.5分鐘，該水凝膠驅(qū)動(dòng)器又自發(fā)變成臨時(shí)形狀；接著再浸泡在1mol/l氫氧化鈉溶液中1分鐘又恢復(fù)至原始形狀，此過(guò)程可重復(fù)11次。

上述實(shí)施例為本發(fā)明較佳的實(shí)施方式，但本發(fā)明的實(shí)施方式并不受上述實(shí)施例的限制，其他的任何未背離本發(fā)明的精神實(shí)質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。