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CN119409992A - 一种高强韧低溶胀的离子导电水凝胶和制备方法及其应用 - Google Patents

一种高强韧低溶胀的离子导电水凝胶和制备方法及其应用 Download PDF

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CN119409992A
CN119409992A CN202411768458.1A CN202411768458A CN119409992A CN 119409992 A CN119409992 A CN 119409992A CN 202411768458 A CN202411768458 A CN 202411768458A CN 119409992 A CN119409992 A CN 119409992A
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hydrogel
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mol
preparation
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王荣
宋磊
徐婷
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Ningbo Institute of Material Technology and Engineering of CAS
Cixi Institute of Biomedical Engineering CIBE of CAS
Original Assignee
Ningbo Institute of Material Technology and Engineering of CAS
Cixi Institute of Biomedical Engineering CIBE of CAS
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Abstract

本发明公开了一种高强韧低溶胀的离子导电水凝胶和制备方法及其应用，属于高分子水凝胶技术领域，包括，将丙烯酸、丙烯酰胺、植酸、羧甲基纤维素钠溶于去离子水中，混合均匀，获得前体溶液；将前体溶液中的气泡除去，制得去除气泡的前体溶液；将引发剂、交联剂加入去除气泡的前体溶液中，搅拌至完全溶解，获得预聚液；将预聚液在预设条件下自由基聚合，获得高强韧低溶胀的离子导电水凝胶。本发明通过植酸和羧甲基纤维素的协同增强作用，开发了多功能离子导电水凝胶，该凝胶既具有优异的机械性能，又能实现在水和人工海水中的低溶胀，还具备良好的导电性。制备方法简单、操作可控，易于工业化生产。

Description

一种高强韧低溶胀的离子导电水凝胶和制备方法及其应用
技术领域
本发明属于高分子水凝胶技术领域，具体涉及到一种高强韧低溶胀的离子导电水凝胶和制备方法及其应用。
背景技术
离子导电水凝胶因其优异的柔性、导电性和与生物组织的机械相容性，在柔性生物电子学领域呈现出显著的潜力；其中，柔性可穿戴传感器由于能够实时监测生理信号和运动而成为研究的焦点。离子导电水凝胶具有独特的拉伸敏感特性，其电阻根据施加的拉伸应变而变化，使其成为构建柔性可穿戴传感器的理想材料。
然而，尽管已经开发了多种基于离子导电水凝胶的柔性可穿戴应变传感器，虽然这些材料在信号检测中显示出良好的灵敏度，但是仍然存在机械强度不足、工作范围窄和韧性低的局限性。此外，在使用期间的重复变形将显著损害其信号检测能力；并且，离子导电水凝胶的高溶胀性能也是其发展的主要限制之一。
由于离子导电水凝胶通常由远离溶胀平衡状态的亲水性材料制成，因此它们中的大多数在其应用期间倾向于在水溶液中溶胀；尽管三维交联结构通常防止水凝胶网络在溶胀期间崩解，但是水凝胶的体积膨胀可显著降低其机械和导电性能，严重限制其应用。
目前，实现高机械性能和低溶胀已成为离子导电水凝胶的关键要求，因此，理想的用于柔性可穿戴传感器的离子导电水凝胶在具备良好的灵敏度的基础上，还应该具备高强韧性、抗疲劳性能、低溶胀性、较宽的工作范围，并且在溶胀后还能保持良好的机械性能和导电性能。
发明内容
本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。
鉴于上述和/或现有技术中存在的问题，提出了本发明。
因此，本发明的目的是，克服现有技术中的不足，提供一种高强韧低溶胀的离子导电水凝胶的制备方法。
为解决上述技术问题，本发明提供了如下技术方案：一种高强韧低溶胀的离子导电水凝胶的制备方法，包括，
将丙烯酸、丙烯酰胺、植酸、羧甲基纤维素钠溶于去离子水中，混合均匀，获得前体溶液；
将前体溶液中的气泡除去，制得去除气泡的前体溶液；
将引发剂、交联剂加入去除气泡的前体溶液中，搅拌至完全溶解，获得预聚液；
将预聚液在预设条件下自由基聚合，获得高强韧低溶胀的离子导电水凝胶。
作为本发明所述制备方法的一种优选方案，其中：所述自由基聚合方式包括温度引发或光照引发自由基聚合中的至少一种。
作为本发明所述制备方法的一种优选方案，其中：所述丙烯酸在前体溶液中的浓度为2.5～4mol/L，所述丙烯酰胺在前体溶液中的浓度为1～2.5mol/L，所述植酸在前体溶液中的浓度为0.2～0.4mol/L，所述羧甲基纤维素钠在前体溶液中的浓度为5～18mg/mL。
作为本发明所述制备方法的一种优选方案，其中：所述引发剂为丙烯酸和丙烯酰胺总摩尔量的0.05～0.4mol％。
作为本发明所述制备方法的一种优选方案，其中：所述引发剂包括自由基聚合引发剂，选自过硫酸铵、过硫酸钾和2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮的至少一种。
作为本发明所述制备方法的一种优选方案，其中：所述交联剂包括端基带双键的交联剂，选自聚乙二醇二丙烯酸酯和N,N'-亚甲基双丙烯酰胺中的至少一种。
作为本发明所述制备方法的一种优选方案，其中：所述交联剂为丙烯酸和丙烯酰胺总摩尔量的0.05～0.2mol％。
本发明的再一个目的是，克服现有技术中的不足，提供一种高强韧低溶胀的离子导电水凝胶，所述水凝胶的拉伸断裂伸长率为875～1082％，拉伸断裂应力为0.53～2.05MPa，拉伸时韧性为2.19～10.57MJ/m3；
压缩达到80％应变时，压缩应力为3.53～8.00MPa，压缩模量为352.68～663.28kPa；
水凝胶在水中溶胀率为100％～150％；
水凝胶在水中溶胀后的拉伸断裂伸长率为612～805％，拉伸断裂应力为326～613kPa；
水凝胶在人工汗液中的溶胀率为160～215％；
水凝胶在人工海水中的溶胀率为8.0％～20.5％；
离子导电水凝胶导电率为1.06～2.39S/m。
本发明的另一个目的是，克服现有技术中的不足，提供一种高强韧低溶胀的离子导电水凝胶在传感器中的应用，其中：所述传感器包括柔性传感器。
本发明的再一个目的是，克服现有技术中的不足，提供一种高强韧低溶胀的离子导电水凝胶在制备可穿戴器件中的应用。
本发明有益效果：
(1)本发明通过植酸和羧甲基纤维素的协同增强作用，开发了多功能离子导电水凝胶，该凝胶既具有优异的机械性能，又能实现在水和人工海水中的低溶胀，还具备良好的导电性。制备方法简单、操作可控，易于工业化生产。
(2)本发明所提供的离子导电水凝胶中聚(丙烯酸-co-丙烯酰胺)分子链与羧甲基纤维素刚性链形成双网络结构，植酸与聚(丙烯酸-co-丙烯酰胺)、羧甲基纤维素氢键作用形成物理交联结构；一方面，植酸和聚(丙烯酸-co-丙烯酰胺)分子链之间的强氢键相互作用诱导聚(丙烯酸-co-丙烯酰胺)的稳定相分离，羧甲基纤维素的刚性链和聚(丙烯酸-co-丙烯酰胺)分子链形成双网络，进一步增强了水凝胶的机械性能和抗疲劳性；另一方面，植酸和羧甲基纤维素之间的强氢键相互作用可以抑制植酸对水分子的吸引和植酸分子的扩散，从而降低水凝胶的膨胀性能，获得低溶胀水凝胶。
(3)本发明所提供的离子导电水凝胶在拉伸应变0-800％范围内表现较高的灵敏度，在海水中的低溶胀可进一步拓宽水凝胶的应用场景，拓宽了水凝胶的工作范围；此外，植酸的引入，不仅赋予水凝胶优异导电性和应变传感能力，而且还赋予水凝胶显著的防冻、抗菌和生物相容性特性，在多功能可穿戴智能传感器中显示出巨大的应用潜力。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：
图1为本发明实施例中水凝胶的制备示意图。
图2为本发明实施例1、对比例1～4的水凝胶的拉伸性能曲线。
图3为本发明实施例1、对比例1～4的水凝胶的压缩性能曲线。
图4为本发明实施例1、对比例1～3的水凝胶的在水中的溶胀性能对比图。
图5为本发明实施例1的水凝胶的在不同溶液中的溶胀性能图。
图6为本发明实施例1、对比例1～4的水凝胶的导电性能曲线图。
图7为本发明实施例1的水凝胶的在拉伸应变0-800％条件下的相对电阻变化(ΔR/R0)和应变系数(GF)图。
图8为本发明实施例1的水凝胶的在拉伸应变100％下的循环导电稳定性图。
图9为本发明对比例5混合结果图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书实施例对本发明的具体实施方式做详细的说明。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。
本发明中用到的聚乙二醇二丙烯酸酯，平均分子量约为575，普通市售产品；其他原料均为普通市售产品。
本发明实施例中性能的测试条件：
机械性能：水凝胶的机械测试通过万能试验机进行；
将水凝胶样品切成哑铃形(标距长度为25mm，宽度为4mm，厚度为2mm)用于拉伸测试，并以50mm/min的速率拉伸直至断裂点，韧性通过应力-应变曲线下的面积计算；
对于压缩测试，将水凝胶样品切割成圆柱形(直径为10mm，厚度为5mm)，并以0.5mm/min的速率压缩直至80％应变，弹性模量(E)由应力-应变曲线中的线性范围的拟合线的斜率计算。
溶胀性能：将水凝胶切成直径为10mm和厚度为2mm的样品；
将每个样品浸入室温下的去离子水或人工汗液或人工海水中，直到达到平衡溶胀。以规则的间隔测量溶胀的水凝胶的质量，并使用以下等式计算溶胀比：
溶胀比＝((Ws-W0)/W0)*100％
其中Ws和W0分别是溶胀的水凝胶和原始水凝胶的重量。
导电性能：将水凝胶切成尺寸为50mm×5mm×2mm的样品；
使用数字四探针测试仪测定水凝胶的导电率。使用万能试验机将不同大小的拉伸载荷施加到水凝胶上，同时通过电化学工作站，记录它们的电阻变化；
使用以下公式计算电阻的变化(ΔR/R0)：
其中，R0和R分别是没有施加应变和施加应变时的电阻。
使用以下公式计算应变系数(GF)：
GF＝(ΔR/R0)/ε，其中ε为拉伸应变。
实施例1
(1)将丙烯酸(4mol/L)、丙烯酰胺(1mol/L)、植酸(0.4mol/L)、羧甲基纤维素钠(11.1mg/mL)溶于去离子水中，混合均匀，获得前体溶液；
(2)将所述前体溶液采用超声处理10min除去气泡；
(3)将引发剂2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮(0.3mol％)、交联剂聚乙二醇二丙烯酸酯(0.1mol％)加入上述溶液中，搅拌至完全溶解，获得预聚液，所述预聚液在紫外光下照射60min，通过自由基聚合以获得所述离子导电水凝胶。
水凝胶制备方法如图1所示。
经万能试验机测试，本实施例水凝胶断裂伸长率为1082％、拉伸断裂应力为2.05MP，拉伸时韧性为10.57MJ/m3，如图2所示；
压缩达到80％压缩应变时，压缩应力为8.00MPa，压缩模量为663.28kPa，如图3所示。
如图4所示，本实施例水凝胶在水中的溶胀率仅为100％，展现出了良好的抗溶胀效果。
而且，本实施例水凝胶在人工汗液中的溶胀率约为160％，在人工海水中的溶胀率呈现先增加至40％后降低，最终的溶胀率仅为8％，展现出了良好的抗溶胀效果，前期溶胀率增加可能是由于人工海水中盐离子浓度高所引起的，结果见图5。
本实施例水凝胶导电率为2.39S/m，参见图6；
进一步实验发现，水凝胶在拉伸应变0～800％范围内保持良好的灵敏度，其中应变系数GF值从0.95(≤150％)增加至1.84(150～300％)和2.23(≥300％)，展现出了较宽的感测范围，见图7。
同时，对水凝胶施加200个100％应变的拉伸加卸载循环，发现水凝胶在测试过程中可以保持连续稳定的电阻信号，显示出优异的应变传感耐疲劳性，见图8。
实施例2
(1)将丙烯酸(3.8mol/L)、丙烯酰胺(1.2mol/L)、植酸(0.38mol/L)、羧甲基纤维素钠(18.0mg/mL)溶于去离子水中，混合均匀，获得前体溶液；
(2)将所述前体溶液采用超声处理15min除去气泡；
(3)将引发剂过硫酸铵(0.4mol％)、交联剂N,N'-亚甲基双丙烯酰胺(0.1mol％)加入上述溶液中，搅拌至完全溶解，获得预聚液，所述预聚液在60℃水浴锅中24h，通过自由基聚合以获得所述离子导电水凝胶。
本实施例水凝胶断裂伸长率为945％、拉伸断裂应力为1.83MP，拉伸时韧性为9.27MJ/m3；
压缩达到80％压缩应变时，压缩应力为7.53MPa，压缩模量为603.16kPa；在水中的溶胀率为112％，在人工汗液中的溶胀率为178％，在人工海水中的溶胀率为9.5％；导电率为2.14S/m。
实施例3
(1)将丙烯酸(3.5mol/L)、丙烯酰胺(1.5mol/L)、植酸(0.35mol/L)、羧甲基纤维素钠(15.3mg/mL)溶于去离子水中，混合均匀，获得前体溶液；
(2)将所述前体溶液采用超声处理15min除去气泡；
(3)将引发剂2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮(0.35mol％)、交联剂聚乙二醇二丙烯酸酯(0.05mol％)加入上述溶液中，搅拌至完全溶解，获得预聚液，所述预聚液在紫外光下照射30min，通过自由基聚合以获得所述离子导电水凝胶。
本实施例水凝胶断裂伸长率为921％、拉伸断裂应力为1.48MP，拉伸时韧性为7.83MJ/m3；压缩达到80％压缩应变时，压缩应力为7.06MPa，压缩模量为564.19kPa；
在水中的溶胀率为129％，在人工汗液中的溶胀率为184％，在人工海水中的溶胀率为11.3％；导电率为2.01S/m。
实施例4
(1)将丙烯酸(3.3mol/L)、丙烯酰胺(1.7mol/L)、植酸(0.3mol/L)、羧甲基纤维素钠(12.4mg/mL)溶于去离子水中，混合均匀，获得前体溶液；
(2)将所述前体溶液采用超声处理20min除去气泡；
(3)将引发剂2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮(0.25mol％)、交联剂聚乙二醇二丙烯酸酯(0.15mol％)加入上述溶液中，搅拌至完全溶解，获得预聚液，所述预聚液在紫外光下照射30min，通过自由基聚合以获得所述离子导电水凝胶。
本实施例水凝胶断裂伸长率为912％、拉伸断裂应力为1.03MP，拉伸时韧性为5.87MJ/m3；压缩达到80％压缩应变时，压缩应力为6.28MPa，压缩模量为519.23kPa；
在水中的溶胀率为134％，在人工汗液中的溶胀率为191％，在人工海水中的溶胀率为13.8％，导电率为1.82S/m。
实施例5
(1)将丙烯酸(3mol/L)、丙烯酰胺(2mol/L)、植酸(0.25mol/L)、羧甲基纤维素钠(10.1mg/mL)溶于去离子水中，混合均匀，获得前体溶液；
(2)将所述前体溶液采用超声处理25min除去气泡；
(3)将引发剂过硫酸钾(0.2mol％)、交联剂N,N'-亚甲基双丙烯酰胺(0.15mol％)加入上述溶液中，搅拌至完全溶解，获得预聚液，所述预聚液在50℃水浴锅中48h，通过自由基聚合以获得所述离子导电水凝胶。
本实施例水凝胶断裂伸长率为890％、拉伸断裂应力为0.86MP，拉伸时韧性为4.92MJ/m3；
压缩达到80％压缩应变时，压缩应力为5.72MPa，压缩模量为467.24kPa；在水中的溶胀率为139％，在人工汗液中的溶胀率为203％，在人工海水中的溶胀率为14.6％；导电率为1.66S/m。
实施例6
(1)将丙烯酸(2.8mol/L)、丙烯酰胺(2.2mol/L)、植酸(0.22mol/L)、羧甲基纤维素钠(7.4mg/mL)溶于去离子水中，混合均匀，获得前体溶液；
(2)将所述前体溶液采用超声处理25min除去气泡；
(3)将引发剂过硫酸钾(0.1mol％)、交联剂N,N'-亚甲基双丙烯酰胺(0.2mol％)加入上述溶液中，搅拌至完全溶解，获得预聚液，所述预聚液在40℃水浴锅中72h，通过自由基聚合以获得所述离子导电水凝胶。
本实施例水凝胶断裂伸长率为882％、拉伸断裂应力为0.79MP，拉伸时韧性为3.84MJ/m3；压缩达到80％压缩应变时，压缩应力为4.14MPa，压缩模量为403.19kPa；在水中的溶胀率为142％，在人工汗液中的溶胀率为207％，在人工海水中的溶胀率为18.2％；导电率为1.43S/m。
实施例7
(1)将丙烯酸(2.5mol/L)、丙烯酰胺(2.5mol/L)、植酸(0.2mol/L)、羧甲基纤维素钠(5.0mg/mL)溶于去离子水中，混合均匀，获得前体溶液；
(2)将所述前体溶液采用超声处理30min除去气泡；
(3)将引发剂2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮(0.05mol％)、交联剂聚乙二醇二丙烯酸酯(0.2mol％)加入上述溶液中，搅拌至完全溶解，获得预聚液，所述预聚液在紫外光下照射90min，通过自由基聚合以获得所述离子导电水凝胶。
本实施例水凝胶断裂伸长率为875％、拉伸断裂应力为0.53MP，拉伸时韧性为2.19MJ/m3；
压缩达到80％压缩应变时，压缩应力为3.53MPa，压缩模量为352.68kPa；在水中的溶胀率为150％，在人工汗液中的溶胀率为210％，在人工海水中的溶胀率为20.5％；导电率为1.06S/m。
对比例1
在实施例1基础上不加植酸和羧甲基纤维素钠：将丙烯酸(4mol/L)、丙烯酰胺(1mol/L)溶于去离子水中，混合均匀，获得前体溶液；
其他条件同实施例1；其拉伸性能、压缩性能、溶胀性能和导电性能分别见图2、3、4和6。
水凝胶断裂伸长率为829％、拉伸断裂应力为312.98kPa，拉伸时韧性为1.45MJ/m3；压缩达到80％压缩应变时，压缩应力为3.01MPa，压缩模量为427.66kPa；在水中的溶胀率为200％；导电率为0.13S/m。
可以看出，与实施例1相比，对比例1水凝胶的强度和韧性明显降低，抗溶胀效果不佳，导电性能弱。
对比例2
在实施例1基础上不加植酸：将丙烯酸(4mol/L)、丙烯酰胺(1mol/L)、羧甲基纤维素钠(11.1mg/mL)溶于去离子水中，混合均匀，获得前体溶液；其他条件同实施例1。其拉伸性能、压缩性能、溶胀性能和导电性能分别见图2、3、4和6。
水凝胶断裂伸长率为695％、拉伸断裂应力为323.56kPa，拉伸时韧性为1.42MJ/m3；压缩达到80％压缩应变时，压缩应力为4.00MPa，压缩模量为580.21kPa；在水中的溶胀率为446％；导电率为0.09S/m。
可以看出，与实施例1相比，对比例2水凝胶的强度和韧性明显降低，抗溶胀效果不佳，导电性能弱。
对比例3
在实施例1基础上不加羧甲基纤维素钠：将丙烯酸(4mol/L)、丙烯酰胺(1mol/L)、植酸(0.4mol/L)溶于去离子水中，混合均匀，获得前体溶液；
其他条件同实施例1；
其拉伸性能、压缩性能、溶胀性能和导电性能分别见图2、3、4和6。
水凝胶断裂伸长率为1178％、拉伸断裂应力为1.09MPa，拉伸时韧性为5.95MJ/m3；压缩达到80％压缩应变时，压缩应力为5.98MPa，压缩模量为606.33kPa；在水中的溶胀率为496％；导电率为2.51S/m。可以看出，与实施例1相比，对比例3水凝胶的导电性相当，强度和韧性有所降低，抗溶胀效果差。
对比例4
在实施例1基础上不加羧甲基纤维素钠，同时将羧甲基纤维素钠的添加量换算成植酸进行添加，经计算植酸的添加浓度为0.42mol/L，具体如下：
将丙烯酸(4mol/L)、丙烯酰胺(1mol/L)、植酸(0.42mol/L)溶于去离子水中，混合均匀，获得前体溶液；
其他条件同实施例1。其拉伸性能、压缩性能、溶胀性能和导电性能分别见图2、3和6。
水凝胶断裂伸长率为1118％、拉伸断裂应力为1.25MPa，拉伸时韧性为7.28MJ/m3；压缩达到80％压缩应变时，压缩应力为6.67MPa，压缩模量为615.35kPa；在水中的溶胀率为538％；导电率为2.63S/m。可以看出，与实施例1相比，对比例4水凝胶的导电性相当，强度和韧性有所降低，抗溶胀效果差。
对比例5
在实施例1基础上不加植酸，同时将植酸添加量换算成羧甲基纤维素钠进行，经计算羧甲基纤维素的添加浓度为275.1mg/mL：将丙烯酸(4mol/L)、丙烯酰胺(1mol/L)、羧甲基纤维素钠(275.1mg/mL)溶于去离子水中，发现不能完全溶解，不能进行下一步实验，具体见图9。
应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的范围当中。

Claims (10)

1.一种高强韧低溶胀的离子导电水凝胶的制备方法，其特征在于：包括，
将丙烯酸、丙烯酰胺、植酸、羧甲基纤维素钠溶于去离子水中，混合均匀，获得前体溶液；
将前体溶液中的气泡除去，制得去除气泡的前体溶液；
将引发剂、交联剂加入去除气泡的前体溶液中，搅拌至完全溶解，获得预聚液；
将预聚液在预设条件下自由基聚合，获得高强韧低溶胀的离子导电水凝胶。
2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述自由基聚合方式包括温度引发或光照引发自由基聚合中的至少一种。
3.如权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于：所述丙烯酸在前体溶液中的浓度为2.5～4mol/L，所述丙烯酰胺在前体溶液中的浓度为1～2.5mol/L，所述植酸在前体溶液中的浓度为0.2～0.4mol/L，所述羧甲基纤维素钠在前体溶液中的浓度为5.0～18.0mg/mL；
其中，丙烯酸和丙烯酰胺在前体溶液中总浓度为5mol/L。
4.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于：所述引发剂为丙烯酸和丙烯酰胺总摩尔量的0.05～0.4mol％。
5.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于：所述引发剂包括自由基聚合引发剂，选自过硫酸铵、过硫酸钾和2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮的至少一种。
6.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于：所述交联剂包括端基带双键的交联剂，选自聚乙二醇二丙烯酸酯和N,N'-亚甲基双丙烯酰胺中的至少一种。
7.如权利要求6所述的制备方法，其特征在于：所述交联剂为丙烯酸和丙烯酰胺总摩尔量的0.05～0.2mol％。
8.权利要求1～7中任一所述的制备方法制得高强韧低溶胀的离子导电水凝胶，其特征在于：所述水凝胶的拉伸断裂伸长率为875～1082％，拉伸断裂应力为0.53～2.05MPa，拉伸时韧性为2.19～10.57MJ/m3；
压缩达到80％应变时，压缩应力为3.53～8.00MPa，压缩模量为352.68～663.28kPa；
水凝胶在水中溶胀率为100％～150％；
水凝胶在水中溶胀后的拉伸断裂伸长率为612～805％，拉伸断裂应力为326～613kPa；
水凝胶在人工汗液中的溶胀率为160～215％；
水凝胶在人工海水中的溶胀率为8.0％～20.5％；
离子导电水凝胶导电率为1.06～2.39S/m。
9.权利要求8所述高强韧低溶胀的离子导电水凝胶在传感器中的应用，其特征在于：所述传感器包括柔性传感器。
10.权利要求8所述高强韧低溶胀的离子导电水凝胶在制备可穿戴器件中的应用。
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