本發明涉及有機硅彈性體制備，特別是涉及一種有機硅彈性體材料的制備方法、產品及應用。

背景技術：

1、傳感器作為一種檢測并傳遞信息的設備，開發其在增強或替代人工來對設備進行干預的應用至關重要。傳統傳感器主要是由金屬、半導體等材料來制備，其質重、測量范圍較窄，靈敏度有限。傳感器作為一種檢測并傳遞信息的設備，開發其在增強或替代人工來對設備進行干預的應用至關重要。傳統傳感器主要是由金屬、半導體等材料來制備，其質重、測量范圍較窄，靈敏度有限。

2、柔性傳感器具有靈敏度高、響應速度快、測量范圍寬、不易破壞等特點，在可穿戴設備、人體運動及健康監測、電子皮膚、智能機器人等新興領域中的應用前景十分廣闊，此類傳感器通常采用柔性高分子材料作為基底材料，從而具備了柔性，使其在外力作用下難以被破壞并可保證穩定的工作信號。

3、得益于特殊的結構和獨特的物理化學性質，有機硅彈性體具有良好的柔韌性、疏水性、生物相容性、高化學穩定性、無毒且耐高低溫。基于這些特性，有機硅彈性體被廣泛應用于許多領域，聚二甲基硅氧烷(pdms)是柔性傳感器理想的基體材料之一。近些年，科研工作者以pdms為基體材料，制備了多種柔性傳感器，極大地推動了該領域的發展。然而，由于硅氧鍵較低的鏈間相互作用，材料存在一些顯著的缺點，如強度低、斷裂能低，受到外部應力容易產生微裂紋。這些缺點導致材料在其使用過程中容易遭受損壞、使用壽命短和安全問題，限制了有機硅彈性體的應用。因此，制備同時具有良好自修復性能以及優異機械性能的聚硅氧烷彈性體仍然是一個挑戰。

技術實現思路

1、基于上述內容，本發明提供一種具有優異機械性能以及良好自修復性能的有機硅彈性體材料。

2、為實現上述目的，本發明提供了如下方案：

3、本發明技術方案之一，一種蒽衍生物，結構式如下所示：

4、

5、本發明技術方案之二，上述蒽衍生物的制備方法，以蒽甲酸為原料，與2-氨基-2-甲基-1,3-丙二醇反應，制得所述蒽衍生物。

6、本發明技術方案之三，上述的蒽衍生物在制備有機硅彈性體材料中的應用。

7、本發明技術方案之四，一種有機硅彈性體材料的制備方法，包括以下步驟：

8、將氨丙基封端的聚硅氧烷與有機溶劑a混勻，得到混合溶液1；

9、將異佛爾酮二異氰酸酯溶于有機溶劑b，得到混合溶液2；

10、將所述混合溶液2加入所述混合溶液1中在氮氣氣氛下攪拌，得到混合溶液3；

11、將上述的蒽衍生物用有機溶劑c溶解后加入所述混合溶液3中，在氮氣氣氛、催化劑條件下反應，之后加入甲醇靜置，得到沉淀；利用有機溶劑d溶解所述沉淀后靜置，得到所述有機硅彈性體材料。

12、本發明技術方案之五，一種根據上述的有機硅彈性體材料的制備方法制備得到的有機硅彈性體材料。有機硅彈性體材料結構中的氫鍵作用賦予其自修復能力，蒽結構賦予該有機硅彈性體材料光響應作用，并通過結構的調控對機械性能、自修復性能等性能進行調控，實現性能的可調控性。

13、本發明技術方案之六，一種單電極摩擦納米發電機，包括基底材料、摩擦電層和電極層；所述摩擦電層包括上述的有機硅彈性體材料。由于蒽的光響應性，在相應紫外光條件下，蒽可以聚合成二聚體；二聚合后，共軛體系變大，供電子能力變強，肽鍵中的羰基電負性變弱，在與電極層接觸后電荷轉移減少，造成摩擦納米發電機電壓降低。并隨后在相應紫外光條件下蒽二聚體可以解聚，從而使電壓恢復。基于此，可以作為一種可監測高分子二聚合聚合度的自供電傳感器。

14、本發明公開了以下技術效果：

15、本發明以蒽甲酸(aca)為原料合成蒽衍生物(aca-oh)，再以氨丙基封端的聚二甲基硅氧烷(apt-pdms)、蒽衍生物(aca-oh)和異佛爾酮二異氰酸酯(ipdi)為原料，通過一鍋法反應制備了一種具有自修復功能的有機硅彈性體材料，該有機硅彈性體材料兼具良好的自修復性能以及優異的機械性能，可用于制備單電極摩擦納米發電機。

技術特征：

1.一種蒽衍生物，其特征在于，結構式如下所示：

2.如權利要求1所述的蒽衍生物的制備方法，其特征在于，以蒽甲酸為原料，與2-氨基-2-甲基-1,3-丙二醇反應，制得所述蒽衍生物。

3.如權利要求1所述的蒽衍生物在制備有機硅彈性體材料中的應用。

4.一種有機硅彈性體材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

5.根據權利要求4所述的有機硅彈性體材料的制備方法，其特征在于，所述氨丙基封端的聚硅氧烷與所述異佛爾酮二異氰酸酯、蒽衍生物的摩爾比為(7-11):12:(1-5)。

6.根據權利要求4所述的有機硅彈性體材料的制備方法，其特征在于，所述反應的溫度為60-65℃，時間為12-16小時。

7.根據權利要求4所述的有機硅彈性體材料的制備方法，其特征在于，所述有機溶劑a、有機溶劑b、有機溶劑c、有機溶劑d均為四氫呋喃。

8.根據權利要求4-7任一項所述的有機硅彈性體材料的制備方法制備得到的有機硅彈性體材料。

9.一種單電極摩擦納米發電機，其特征在于，包括基底材料、摩擦電層和電極層；所述摩擦電層包括權利要求8所述的有機硅彈性體材料。

技術總結
本發明涉及有機硅彈性體制備技術領域，特別是涉及一種有機硅彈性體材料的制備方法、產品及應用。本發明以蒽甲酸(ACA)為原料合成蒽衍生物(ACA?OH)，再以氨丙基封端的聚二甲基硅氧烷(APT?PDMS)、蒽衍生物(ACA?OH)和異佛爾酮二異氰酸酯(IPDI)為原料，通過一鍋法反應制備了一種具有自修復功能的有機硅彈性體材料，該有機硅彈性體材料兼具良好的自修復性能以及優異的機械性能，可用于制備單電極摩擦納米發電機。

技術研發人員：張彤,徐發歐,張鵬,李程鵬
受保護的技術使用者：廣東海洋大學
技術研發日：
技術公布日：2025/4/28