本发明涉及一种衣康酰肼诱导的一体成型janus结构聚合物及其制备方法，以及基于该janus结构聚合物的表皮贴片电极。基于衣康酰肼在乙烯基单体中的溶解度差异引起的梯度聚合形成janus结构的表皮贴片电极，其兼具了高拉伸性、高同质共形、高信噪比和信号稳定等优点，能够应用于监测不同环境、不同运动状态的心电信号，尤其是涉及到表皮贴片电极在可穿戴健康监测中的应用。
背景技术：
1、表皮贴片电极是一种具有重要应用潜力的可穿戴技术设备，在人机交互界面、可穿戴医学、生理监测等领域发挥着举足轻重的作用。由于表皮贴片电极与人体皮肤直接接触，并能够与电子传输、存储和处理组件便捷地集成在多功能设备上精确识别和传输各种身体生理数据。然而，复杂的外部条件对表皮贴片电极的便携性、稳定性和响应精度提出了严格的要求，如何在不同外部环境和运动状态下对人体生理状态进行精确、动态的监测，仍然面临巨大的挑战。
2、近年来，聚合物表皮贴片电极因其具有牢固粘附皮肤的优点，没有水凝胶水分损失，溶剂泄漏等问题，在表皮贴片电极方向显现出广阔的应用前景。但目前市场上的聚合物表皮贴片电极仍存在某些性能障碍，如生理运动范围内的弹性应变低于生物组织形变范围(50％)，同质共形差等，导致聚合物表皮贴片电极无法进行长时间监测，且在干扰环境(运动状态、湿界面等)下收集信号的信噪比较低，严重限制了它们的实际应用。janus结构导电聚合物是由两种不同功能性乙烯基单体与各种导电盐聚合形成的一种离子导电聚合物网络，通过定制两面结构和功能差异，可以明显改善聚合物的界面共形特性和力学性能。因此，在聚合过程中构建高性能janus结构导电聚合物是制备简单、高性能表皮贴片电极的有效方案。
技术实现思路
1、本发明的目的是针对目前聚合物表皮贴片电极普遍存在的弹性应变低、同质共形差、响应信噪比低和稳定性差等缺点，提供一种紫外光照聚合制备低成本衣康酰肼诱导一体成型janus结构聚合物，并构建基于该janus结构聚合物的表皮电极贴片。该janus结构聚合物表皮电极贴片具有高拉伸性、柔弹性、高同质共形和高信噪比等优点，可以有效拓宽聚合物表皮贴片电极的实际应用性能。
2、本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
3、一种衣康酰肼诱导一体化janus结构聚合物，它是以衣康酰肼、乙烯基单体为主要原料，采用紫外光照聚合法制备得到的聚合物。
4、所述的衣康酰肼诱导一体化janus结构聚合物是由以下方法制得的：在搅拌下，将衣康酸和活化剂溶解于有机溶剂，加热至30～50℃后滴加水合肼，加热至60～80℃反应6～8小时，得到衣康酰肼；在搅拌下，将衣康酰肼与两种乙烯基单体混合，常温搅拌至形成红色透明均相溶液；将锂盐和引发剂溶于均相溶液中，超声分散得到前驱体溶液；往前驱体溶液中鼓入氮气除去氧气，将前驱体溶液倒入聚四氟乙烯模具中，静置；使用紫外光照射模具，在室温下静置，得到聚合物。
5、本发明的另一个目的是提供一种衣康酰肼诱导的janus结构聚合物的制备方法，包括以下步骤：
6、步骤(1)、在搅拌下，将衣康酸和活化剂溶解于有机溶剂，加热至30～50℃后滴加水合肼，加热至60～80℃反应6～8小时，得到衣康酰肼；
7、步骤(2)、在搅拌下，将衣康酰肼与两种乙烯基单体混合，常温搅拌至形成红色透明均相溶液；
8、步骤(3)、将锂盐和引发剂溶于均相溶液中，超声分散得到前驱体溶液；
9、步骤(4)、往前驱体溶液中鼓入氮气除去氧气，将前驱体溶液倒入聚四氟乙烯模具中，静置；
10、步骤(5)、使用紫外光照射模具，在室温下静置，得到janus结构聚合物。
11、步骤(1)中，所述的有机溶剂为二氯甲烷，二甲基亚砜，n,n-二甲基甲酰胺中的一种；所述的活化剂为二环己基碳酰亚胺，1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺中的一种；所述的衣康酰肼与活化剂的摩尔比为1:2～1:3；所述的衣康酰肼与水合肼的摩尔比为1:2～1:3。
12、所述的搅拌的速度为300～800rpm。
13、步骤(2)中，所述的衣康酸与乙烯基单体的质量比为1:10～1:40；所述的两种乙烯基单体分别为羟基和三甲铵基取代的丙烯酸酯类单体，如丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸异丙酯、丙烯酸丁酯或丁烯酸酯类单体，如丁烯酸甲酯、丁烯酸乙酯、丁烯酸异丙酯、丁烯酸丁酯中的两种；所述的两种乙烯基单体的质量比为3:1～1:3。
14、本发明所述的乙烯基单体为丙烯酸-2-羟乙酯与丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵；
15、所述的搅拌的速度为300～800rpm。
16、步骤(3)中，所述的锂盐与乙烯基单体的质量比为1:50～1:100，优选为1:60～1:100，最优选为1:80～1:100；
17、所述的引发剂与乙烯基单体的摩尔比为1:50～1:450；
18、所述的锂盐为双三氟甲烷磺酰亚胺锂、六氟磷酸锂、四氟硼酸锂、氯化锂、溴化锂、碘化锂中的一种。
19、所述的引发剂为2-羟基-4'-(2-羟乙氧基)-2-甲基苯丙酮、2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮、2,4,6(三甲基苯甲酰基)二苯基氧化膦中的一种。
20、所述的超声的功率为100w，且每工作3秒，间隔1秒。
21、所述的超声分散的时间为30分钟。
22、步骤(4)中，所述的除去前驱体溶液中氧气的方法为：往前驱体溶液中鼓入氮气，鼓入氮气的时间为10分钟，除去前驱体溶液中氧气，所述的静置时间为1～5分钟。
23、步骤(5)中，所述的紫外光波长为365nm～405nm；所述的紫外光功率为40w～80w；照射时间为10秒～1分钟，所述的静置时间为0.5～2小时。
24、本发明的另一个目的是提供一种基于衣康酰肼诱导的janus结构聚合物的表皮电极贴片，它是将本发明所述的janus结构聚合物与电极连接后，整合到信号处理模块得到的表皮贴片电极。
25、本发明表皮贴片电极的成本低廉、制备过程简单，具有高拉伸性、柔弹性、高同质共形和高信噪比等优点。因此，本发明表皮贴片电极可应用于监测不同环境、不同运动状态、长时间佩戴中的心电信号。
26、本发明的有益效果：
27、本发明针对目前聚合物表皮贴片电极普遍存在的弹性应变低、同质共形差、响应信噪比低和稳定性差等缺点，通过紫外光引发自由基聚合反应制备具有janus结构的聚合物。衣康酰肼在不同乙烯基单体中的溶解度差异诱导单体梯度聚合形成了janus结构，赋予了聚合物两面差异黏附性能，一端聚集的氮正离子与表皮具有坚韧的黏附性能，另一端微弱的羟基则被自身和酰肼基屏蔽、表现出较弱的黏附性能。此外，聚合物中衣康酰肼形成的氢键网络具有动态柔韧的非共价交联，显著改善了聚合物的力学性能和同质共形。此外，动态的氢键网络能够为信号采集提供不易收外界因素影响的监测环境，可确保其采集到稳定的高信噪比的生理信号。
1.一种衣康酰肼诱导的janus结构聚合物，其特征在于：它是以衣康酰肼、乙烯基单体为主要原料，采用紫外光照下的梯度聚合制备得到的聚合物。
2.根据权利要求1所述的聚合物，其特征在：它是由以下方法制得的：在搅拌下，将衣康酸和活化剂溶解于有机溶剂，加热至30～50℃后滴加水合肼，加热至60～80℃反应6～8小时，得到衣康酰肼；在搅拌下，将衣康酰肼与两种乙烯基单体混合，常温搅拌至形成红色透明均相溶液；将锂盐和引发剂溶于均相溶液中，超声分散得到前驱体溶液；往前驱体溶液中鼓入氮气除去氧气，将前驱体溶液倒入聚四氟乙烯模具中，静置；使用紫外光照射模具，在室温下静置，得到聚合物。
3.一种权利要求1所述的聚合物的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的janus结构聚合物的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，所述的有机溶剂为二氯甲烷，二甲基亚砜，n,n-二甲基甲酰胺中的一种；所述的活化剂为二环己基碳酰亚胺，1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺中的一种；所述的衣康酰肼与活化剂的摩尔比为1:2～1:3；所述的衣康酰肼与水合肼的摩尔比为1:2～1:3。
5.根据权利要求3所述的janus结构聚合物的制备方法，其特征在于：步骤(2)中，所述的衣康酸与乙烯基单体的质量比为1:10～1:40；所述的两种乙烯基单体分别为羟基和三甲铵基取代的丙烯酸酯类单体，如丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸异丙酯、丙烯酸丁酯或丁烯酸酯类单体，如丁烯酸甲酯、丁烯酸乙酯、丁烯酸异丙酯、丁烯酸丁酯中的两种；所述的两种乙烯基单体的质量比为3:1～1:3。
6.根据权利要求3所述的janus结构聚合物的制备方法，其特征在于：步骤(3)中，所述的锂盐与乙烯基单体的质量比为1:50～1:100，优选为1:50～1:80，最优选为1:50～1:60；所述的引发剂与乙烯基单体的摩尔比为1:50～1:450；所述的锂盐为双三氟甲烷磺酰亚胺锂、六氟磷酸锂、四氟硼酸锂、氯化锂、溴化锂、碘化锂中的一种；所述的引发剂为2-羟基-4'-(2-羟乙氧基)-2-甲基苯丙酮、2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮、2,4,6(三甲基苯甲酰基)二苯基氧化膦中的一种。
7.根据权利要求3所述的janus结构聚合物的制备方法，其特征在于：步骤(4)中，所述的除去前驱体溶液中氧气的方法为：往前驱体溶液中鼓入氮气，除去前驱体溶液中氧气；所述的静置时间为1～5分钟。
8.根据权利要求3所述的janus结构聚合物的制备方法，其特征在于：步骤(5)中，所述的紫外光波长为365nm～405nm；所述的紫外光功率为40w～80w；照射时间为10秒～1分钟；所述的静置时间为0.5～2小时。
9.一种基于衣康酰肼诱导的janus结构聚合物的表皮贴片电极，其特征在于：它是将权利要求1所述的聚合物与电极连接后，整合到信号处理模块得到的表皮贴片电极。
10.权利要求8所述的基于衣康酰肼诱导的janus结构聚合物的表皮贴片电极应用于监测不同环境、不同运动状态、长时间佩戴时的心电信号。
