CN112920429B - 一种聚乙烯醇/无机盐/聚丙烯酰胺水凝胶及其制备方法与应用 - Google Patents

一种聚乙烯醇/无机盐/聚丙烯酰胺水凝胶及其制备方法与应用 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种聚乙烯醇/无机盐/聚丙烯酰胺水凝胶及其制备方法和应用，水凝胶由第一网络和第二网络复合组成，第一网络为物理交联网络，以聚乙烯醇水溶液和无机盐水溶液为原料，第二网络为化学交联网络，以丙烯酰胺为单体；第一网络经冷冻‑解冻处理形成物理交联的聚乙烯醇网络，第二网络在助剂作用下形成化学交联的聚丙烯酰胺网络；第一网络在第二网络形成后经冷冻‑解冻处理形成物理交联的聚乙烯醇网络，或第二网络在第一网络形成后在助剂作用下形成化学交联的聚丙烯酰胺网络；在后形成的网络形成的同时完成第一网络和第二网络的交联混杂。本发明的水凝胶兼具高拉伸性、高透明性、粘附性和导电性，可在传感器、电子皮肤、电极等领域应用。

Description

一种聚乙烯醇/无机盐/聚丙烯酰胺水凝胶及其制备方法与 应用
技术领域
本发明涉及高分子材料制备领域，具体涉及一种聚乙烯醇/无机盐/聚丙烯酰胺水凝胶及其制备方法和应用。
背景技术
公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
智能材料具有类似皮肤一样的拉伸、弯曲和感知能力，已发现在人体交互领域具有各种各样的应用。导电水凝胶因其高含水量及与人体软组织相似的结构，被认为可用于柔性电子皮肤材料的制备。在电子皮肤等传感领域，水凝胶透明性和粘附性是其应用的基础，然而，目前大部分水凝胶对可见光透过率较低，且导电助剂(石墨烯、碳纳米管等)的加入进一步降低了水凝胶的透明性；另外大部分水凝胶没有粘附性，以上缺陷大大限制了导电水凝胶在传感领域的应用。
聚丙烯酰胺(PAAm)是一种被广泛应用的水溶性高分子，其分子链柔顺，所得水凝胶具有良好的延展性及透明性，当在其体系中加入离子导电网络后，该水凝胶可制备成高透明、高拉伸性导电水凝胶，在透明传感器领域具有潜在的应用价值。文章Highlystretchable,transparent ionic touch panel(Christoph Keplinger,Jeong-Yun Sun,Choon Chiang Foo,Philipp Rothemund,George M.Whitesides,Zhigang Suo.Science,2018,341:984-987)介绍了一种含有氯化锂的聚丙烯酰胺水凝胶，该水凝胶具有透明性、可拉伸性和导电性，可用来制作触控面板。文章Stretchable,Transparent,IonicConductors(Chong-Chan Kim,Hyun-Hee Lee,Kyu Hwan Oh,Jeong-Yun Sun,Science,2016,353:682-687)介绍了一种含有氯化钠的聚丙烯酰胺水凝胶，可用来制作透明导体，其具有良好的导电性和透明性。
虽然以上导电水凝胶成功兼顾透明性和导电性，但聚丙烯酰胺水凝胶模量小、强度低，且不具有粘附性，这大大限制了其在传感领域的应用。因此，开发一种高透明、高拉伸、高强度且具有一定粘附性的导电水凝胶对传感材料领域具有重要意义。
发明内容
为改善现有技术的不足，本发明提供了一种聚乙烯醇/无机盐/聚丙烯酰胺水凝胶及其制备方法。本发明的聚乙烯醇/无机盐/聚丙烯酰胺水凝胶为双网络水凝胶，其除具备水凝胶的保湿特性外，还兼具高拉伸性、高透明性、粘附性、离子导电性和抗低温性，改善了现有大部分导电水凝胶不透明、无粘附性、无法在低温下使用等问题，在透明传感器及电子皮肤领域具有潜在的应用价值。
具体地，本发明的技术方案如下所述：
在本发明的第一方面，本发明提供了一种聚乙烯醇/无机盐/聚丙烯酰胺水凝胶，其由第一网络和第二网络复合组成，其中，第一网络为物理交联网络，以聚乙烯醇水溶液和无机盐水溶液为原料，第二网络为化学交联网络，以丙烯酰胺为单体；第一网络经冷冻-解冻处理形成物理交联的聚乙烯醇网络，第二网络在助剂作用下形成化学交联的聚丙烯酰胺网络；第一网络在第二网络形成后经冷冻-解冻处理形成物理交联的聚乙烯醇网络，或者，第二网络在第一网络形成后在助剂作用下形成化学交联的聚丙烯酰胺网络；在后形成的网络形成的同时完成第一网络和第二网络的交联混杂。
在本发明的实施方式中，所述无机盐为能够显著降低水凝固点的无机盐种类，选自氯化钙、氯化锌、氯化锂、磷酸钠、醋酸钾中的一种或多种。这些无机盐的加入能够抑制聚乙烯醇的结晶，改善聚乙烯醇水凝胶的宏观性能。尤其，在本发明的一些实施方式中，氯化钙或氯化锂是更优的选择。当选用这两种无机盐时，制备得到的双网络凝胶材料的透明度、粘附性和超低温抗冻能力更好。
在本发明的一些实施方式中，所述无机盐水溶液的浓度为0.1-400wt％，另一些实施方式中，无机盐水溶液的浓度为5-40wt％，又一些实施方式中，无机盐水溶液的浓度为5-30wt％，再一些实施方式中，无机盐水溶液的浓度为20-30wt％。需要说明的是，氯化钠、油酸钠、氯化钾等无机盐虽然是常用的金属无机盐，但当其与聚合物分子混合使用时，往往用于增强聚合物分子间和分子链的交联且溶剂中需要含有有机溶剂比如二甲基亚砜或聚乙二醇，并且在本发明的实施方式中，发明人发现，当氯化钠、油酸钠和氯化钾等无机盐与聚乙烯醇合用时，浓度过高比如高于5wt％则易使聚乙烯醇从水溶液中析出，无法获得具有透明性和粘附性的产品。在本发明的实施方式中，当所述无机盐为氯化钙或氯化锂时，无机盐水溶液的浓度为5-30wt％，特别是20-30wt％时，获得的双网络水凝胶具有更优的性能，透明度以及粘附性能更好。
在本发明的实施方式中，所述聚乙烯醇的数均分子量为40000-180000，醇解度为70％-99.9％，聚乙烯醇水溶液的浓度为3-30wt％，在一些实施方式中，所述聚乙烯醇水溶液的浓度为10-20wt％。
在本发明的实施方式中，所述丙烯酰胺的加入量为：每7ml脱泡后的聚乙烯醇水溶液和无机盐水溶液的混合溶液中加入1-5g丙烯酰胺。在本发明的用量范围内，能够防止发生水凝胶发白的现象。
在本发明的实施方式中，如无特别说明，所述水溶液均为去离子水溶液。
在本发明的实施方式中，所述助剂为交联剂和/或引发剂。所述交联剂为光交联剂或热交联剂。
在本发明的一些实施方式中，所述交联剂为N,N’-亚甲基双丙烯酰胺(MBAA)；所述热引发剂优选过硫酸铵(APS)；所述光引发剂优选Irgacure2959。
在本发明的实施方式中，所述冷冻-解冻处理包括在-20℃～-150℃下冷冻1-48h后在-10℃～30℃下解冻0-48h(优选6-48h)，循环冷冻-解冻处理的次数为1-10次。在本发明的一些实施方式中，所述冷冻温度为-20℃～-80℃，所述解冻温度为4℃～20℃。
在本发明的第二方面，本发明提供了一种制备上述第一方面所述的聚乙烯醇/无机盐/聚丙烯酰胺水凝胶的方法，其包括：配制聚乙烯醇水溶液和无机盐水溶液的混合溶液，进行脱泡处理；在该脱泡处理后的混合溶液中加入丙烯酰胺单体和助剂，混合均匀后进行脱泡处理；对所得混合溶液进行光交联或热交联，诱导聚丙烯酰胺网络的形成；然后进行冷冻-解冻处理诱导聚乙烯醇网络形成；在聚乙烯醇网络形成的同时完成聚乙烯醇网络和聚丙烯酰胺网络的交联混杂。
在本发明的实施方式中，在光引发或热引发下，助剂比如光引发剂或热引发剂等产生自由基，引发聚丙烯酰胺发生自由基聚合反应，形成化学交联的聚丙烯酰胺网络，该网络在聚乙烯醇水凝胶溶液中形成，在进一步地冷冻-解冻处理中聚乙烯醇凝胶溶液中分子发生氢键等相互作用，在聚丙烯酰胺网络中形成物理交联的聚乙烯醇网络，实现物理交联聚乙烯醇增强改性化学交联聚丙烯酰胺的作用，完成两个网络的混杂交联，形成双网络水凝胶。
或者，所述制备聚乙烯醇/无机盐/聚丙烯酰胺水凝胶的方法包括：配制聚乙烯醇水溶液和无机盐水溶液的混合溶液，进行脱泡处理；在该脱泡处理后的混合溶液中加入丙烯酰胺单体和助剂，混合均匀后进行脱泡处理；对所得混合溶液进行冷冻-解冻处理诱导聚乙烯醇网络形成；然后进行光交联或热交联，诱导聚丙烯酰胺网络的形成；在聚丙烯酰胺网络形成的同时完成聚乙烯醇网络和聚丙烯酰胺网络的交联混杂。
在本发明的实施方式中，聚乙烯醇凝胶溶液在冷冻-解冻处理中聚乙烯醇分子发生氢键等相互作用形成聚乙烯醇网络，聚丙烯酰胺分散在聚乙烯醇网络中，在光引发或热引发下，助剂比如光引发剂或热引发剂等产生自由基，引发丙烯酰胺发生自由基聚合反应，形成化学交联的聚丙烯酰胺网络，在聚丙烯酰胺网络形成的同时实现双网络的交联混杂。
在一些实施方式中，若第一网络先形成，再进行第二网络交联时，可能会破坏预先形成的第一网络，导致力学性能、粘附性能降低，因此，在本发明的一些实施方式中，以第二网络聚丙烯酰胺网络优先形成，然后在冷冻-解冻处理下再实现第一网络聚乙烯醇网络的形成进而实现双网络的交联混杂为更优的制备方式。
在本发明的实施方式中，原料及单体的用料以及冷冻-解冻的处理方法均如上文中所述。
在本发明的实施方式中，进行光交联处理时，采用的助剂为交联剂和引发剂，所述交联剂为MBAA，所述光引发剂为Irgacure 2959。
在本发明的实施方式中，进行热交联处理时，采用的助剂为交联剂和热引发剂，所述交联剂为MBAA，所述热引发剂为APS。
在本发明的实施方式中，光交联在光照条件下引发，比如在紫外灯照射下；热交联可在温热的环境下引发，比如在烘箱或水浴中进行。
本领域技术人员能够通过实验确定光交联剂和光引发剂的用量以及热交联剂的用量，但是，能够发生和能够较好的发生光交联，仍然需要进行一定的深入研究，在本发明的实施方式中，发明人提供了一些较优的用量参考，其中，N,N’-亚甲基双丙烯酰胺和丙烯酰胺的质量比为0.0006：1，Irgacure 2959和丙烯酰胺的质量比为0.04：1，紫外灯箱的波长优选365nm。以及，在热交联的方式中，N,N’-亚甲基双丙烯酰胺和丙烯酰胺的质量比为0.0006：1，过硫酸铵和丙烯酰胺的质量比为0.001：1，烘箱或水浴温度优选50℃。
在本发明的实施方式中，所述丙烯酰胺的加入量为：每7ml脱泡后的聚乙烯醇水溶液和无机盐水溶液的混合溶液中加入1-5g丙烯酰胺。在本发明的用量范围内，能够防止发生水凝胶发白的现象。
在本发明实施方式中，脱泡处理的方式可采用本领域常用的方法，但是在本发明的一些实施方式中，超声、真空或静止是更优的处理方式，尤其超声脱泡。
在本发明的第三方面，本发明提供了一种传感器，其结构中包含上述第一方面中所述的聚乙烯醇/无机盐/聚丙烯酰胺水凝胶或以上述第一方面中所述的聚乙烯醇/无机盐/聚丙烯酰胺水凝胶为基质或导电材料。
在本发明的第四方面，本发明提供了一种电子皮肤，其结构中包含上述第一方面中所述的聚乙烯醇/无机盐/聚丙烯酰胺水凝胶或以上述第一方面中所述的聚乙烯醇/无机盐/聚丙烯酰胺水凝胶为材料。
在本发明的第五方面，本发明提供了上述第一方面中所述的聚乙烯醇/无机盐/聚丙烯酰胺水凝胶在传感器、电子皮肤中的应用，尤其，所述传感器为透明传感器。
相较于现有技术，本发明的优势在于：
(1)本发明通过物理交联聚乙烯醇增强改性化学交联聚丙烯酰胺，使得制备得到的双网络水凝胶具备高透明、高拉伸以及导电性能；本发明双网络水凝胶中物理网络所用原料不涉及任何毒性材料，制备过程绿色环保。
(2)本发明利用无机盐对水的抑制结晶作用，使聚乙烯醇具有高透明性，克服了双网络水凝胶复合过程中对聚丙烯酰胺透过率的损失，所得聚乙烯醇/聚丙烯酰胺/无机盐水凝胶兼具高透明性、高拉伸和离子导电性，同时具有一定的抗冻性、粘附性及保湿性，克服了水凝胶在应用时的不透明、弹性差、不抗冻、无粘附性等问题。
(3)本发明中所得双网络水凝胶，综合性能优异，其在透明传感器、电子皮肤等领域具有潜在的应用价值。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。以下，结合附图来详细说明本发明的实施方案，其中：
图1：左图示意了实施例1所得聚乙烯醇/氯化钙/聚丙烯酰胺水凝胶的透明性，将实施例1制备得到的2mm厚水凝胶覆盖于青岛大学的校徽上，校徽的图形、字体、色彩清晰可见，几乎未受影响，且该水凝胶具有粘附性，与下方校徽可较好的粘合；
右图示意了对比实施例1所得聚乙烯醇/聚丙烯酰胺水凝胶的透明性，将对比实施例1制备得到的2mm厚水凝胶覆盖于青岛大学的校徽上，校徽的图形、字体、色彩不再清晰，该水凝胶几乎不具备透明性。
图2示意了对比实施例2所得聚乙烯醇/氯化钠/聚丙烯酰胺水凝胶的透明性，将对比实施例2制备得到的2mm厚水凝胶覆盖于青岛大学的校徽上，校徽的图形、字体、色彩不再清晰，该水凝胶几乎不具备透明性。
图3为实施例1所得聚乙烯醇/氯化钙/聚丙烯酰胺水凝胶、对比实施例1所得聚乙烯醇/聚丙烯酰胺水凝胶在相同条件下的应力-应变曲线，相较于对比实施例1的水凝胶，实施例1所得水凝胶具有更高的拉伸性能。
图4为实施例1所得聚乙烯醇/氯化钙/聚丙烯酰胺水凝胶的拉伸循环曲线，体现了本发明所得水凝胶的拉伸回复性能，从图中可以看出，当水凝胶拉伸到原始长度的2倍、4倍、6倍、8倍和10倍后，拉伸力卸载后，长度可基本恢复的原始长度，证明材料具有很好的回弹性。
图5为实施例1所得聚乙烯醇/氯化钙/聚丙烯酰胺水凝胶传感性能测试，从图中可以看出，水凝胶的电阻变化率会随应变的增大而增大，证明该水凝胶电阻应变敏感，可以作为一种良好的传感材料。
图6为实施例1所得聚乙烯醇/氯化钙/聚丙烯酰胺水凝胶的粘附性能体现，从图中可以看出，此发明所得水凝胶可以在手指上完好粘附不掉落下来，证明该水凝胶具有良好的粘附性。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件或按照制造厂商所建议的条件。
除非另行定义，文中所使用的所有专业与科学用语与本领域熟练人员所熟悉的意义相同。本发明所使用的试剂或原料均可通过常规途径购买获得，如无特殊说明，本发明所使用的试剂或原料均按照本领域常规方式使用或者按照产品说明书使用。此外，任何与所记载内容相似或均等的方法及材料皆可应用于本发明方法中。文中所述的较佳实施方法与材料仅作示范之用。如无特殊说明，本发明下述实施例中所述高温为90-100℃。
实施例1
高温配置浓度为10wt％的聚乙烯醇(M＝70000)溶液，继续加入30wt％的氯化钙，混合均匀，超声消泡，在所得溶液中加入1g/ml的丙烯酰胺，并加入其交联剂N,N’-亚甲基双丙烯酰胺和光引发剂Irgacure 2959，混合均匀，将所得混合溶液加入模具，先进行光交联4h，随后放入冰箱冷冻，冷冻温度为-50℃，冷冻时间为24h，在4℃下解冻6h，冷冻解冻循环次数为3。其透明性性能如图1所示，其拉伸性能及回复性能如图3、图4所示，其传感性能如图5所示，其粘附性能如图6所示，该水凝胶抗冻温度达-40℃。
实施例2
高温配置浓度为10wt％的聚乙烯醇(M＝140000)溶液，继续加入20wt％的氯化钙，混合均匀，超声消泡，在所得溶液中加入1g/ml的丙烯酰胺，并加入其交联剂N,N’-亚甲基双丙烯酰胺和光引发剂Irgacure 2959，混合均匀，将所得混合溶液加入模具，先进行光交联5h，随后放入冰箱冷冻，冷冻温度为-40℃，冷冻时间为24h，在4℃下解冻6h，冷冻解冻循环次数为2。制备得到的水凝胶相较于实施例1粘附性降低，强度增强，透明性相当，抗冻温度可达-20℃。
实施例3
高温配置浓度为20wt％的聚乙烯醇(M＝70000)溶液，继续加入30wt％的氯化钙，混合均匀，超声消泡，在所得溶液中加入1g/ml的丙烯酰胺，并加入其交联剂N,N’-亚甲基双丙烯酰胺和光引发剂Irgacure 2959，混合均匀，将所得混合溶液加入模具，先进行光交联4h，随后放入冰箱冷冻，冷冻温度为-50℃，冷冻时间为24h，在4℃下解冻6h，冷冻解冻循环次数为1。制备得到的水凝胶相较于实施例1粘附性降低，强度增高，透明性相当，抗冻温度可达-40℃。
实施例4
高温配置浓度为10wt％的聚乙烯醇(M＝70000)溶液，继续加入30wt％的氯化锂，混合均匀，超声消泡，在所得溶液中加入1g/ml的丙烯酰胺，并加入其交联剂N,N’-亚甲基双丙烯酰胺和光引发剂Irgacure 2959，混合均匀，将所得混合溶液加入模具，先进行光交联4h，随后放入冰箱冷冻，冷冻温度为-50℃，冷冻时间为24h，在4℃下解冻6h，冷冻解冻循环次数为3。制备得到的水凝胶相较于实施例1粘附性相当，强度将低，透明性更高，抗冻温度可达-80℃。
实施例5
高温配置浓度为20wt％的聚乙烯醇(M＝70000)溶液，继续加入30wt％的氯化钙，混合均匀，超声消泡，在所得溶液中加入1.5g/ml的丙烯酰胺，并加入其交联剂N,N’-亚甲基双丙烯酰胺和光引发剂Irgacure 2959，混合均匀，将所得混合溶液加入模具，先进行光交联6h，随后放入冰箱冷冻，冷冻温度为-20℃，冷冻时间为24h，在4℃下解冻6h，冷冻解冻循环次数为3。制备得到的水凝胶相较于实施例1粘附性降低，强度增高，透明性降低，抗冻温度-40℃。
实施例6
高温配置浓度为20wt％的聚乙烯醇(M＝90000)溶液，继续加入30wt％的氯化钙，混合均匀，超声消泡，在所得溶液中加入1g/ml的丙烯酰胺，并加入其交联剂N,N’-亚甲基双丙烯酰胺和热引发剂过硫酸铵，混合均匀，将所得混合溶液加入模具，先进行热交联5h，随后放入冰箱冷冻，冷冻温度为-80℃，冷冻时间为24h，在10℃下解冻6h，冷冻解冻循环次数为1。制备得到的水凝胶相较于实施例1粘附性降低，强度增高，透明性相当，抗冻温度-40℃。
实施例7
高温配置浓度为10wt％的聚乙烯醇(M＝90000)溶液，继续加入30wt％的氯化钙，混合均匀，超声消泡，在所得溶液中加入1g/ml的丙烯酰胺，并加入其交联剂N,N’-亚甲基双丙烯酰胺和光引发剂Irgacure 2959，混合均匀，将所得混合溶液加入模具，先进行光交联5h，随后放入冰箱冷冻，冷冻温度为-70℃，冷冻时间为24h，在10℃下解冻6h，冷冻解冻循环次数为3。制备得到的水凝胶相较于实施例1粘附性降低，强度增高，透明性相当，抗冻温度可达-40℃。
对比实施例1
高温配置浓度为10wt％的聚乙烯醇(M＝70000)溶液，在所得溶液中加入1g/ml的丙烯酰胺，并加入其交联剂N,N’-亚甲基双丙烯酰胺和光引发剂Irgacure 2959，混合均匀，将所得混合溶液加入模具，先进行光交联4h，随后放入冰箱冷冻，冷冻温度为-50℃，冷冻时间为24h，在4℃下解冻6h，冷冻解冻循环次数为3。如图1右图所示，制备得到的聚乙烯醇/聚丙烯酰胺水凝胶几乎不具备透明性，其拉伸性能如图3所示，该水凝胶无法在低于0℃环境下使用。
对比实施例2
高温配置浓度为10wt％的聚乙烯醇(M＝70000)溶液，继续加入5wt％的氯化钠，在所得溶液中加入1g/ml的丙烯酰胺，并加入其交联剂N,N’-亚甲基双丙烯酰胺和光引发剂Irgacure 2959，混合均匀，将所得混合溶液加入模具，进行光交联4h。如图2所示，制备得到的聚乙烯醇/氯化钠/聚丙烯酰胺水凝胶几乎不具备透明性。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种聚乙烯醇/无机盐/聚丙烯酰胺水凝胶，其特征在于，所述水凝胶制备方法为：90-100℃的高温配置浓度为10 wt%，数均分子量为70000的聚乙烯醇溶液，继续加入30 wt%的氯化钙，混合均匀，超声消泡，在所得溶液中加入1g/ml的丙烯酰胺，并加入其交联剂N,N’-亚甲基双丙烯酰胺和光引发剂Irgacure 2959，混合均匀，将所得混合溶液加入模具，先进行光交联4h，随后放入冰箱冷冻，冷冻温度为-50℃，冷冻时间为24h，在4℃下解冻6h，冷冻解冻循环次数为3。
2.一种聚乙烯醇/无机盐/聚丙烯酰胺水凝胶，其特征在于，所述水凝胶制备方法为：90-100℃的高温配置浓度为10 wt%，数均分子量为140000的聚乙烯醇溶液，继续加入20wt%的氯化钙，混合均匀，超声消泡，在所得溶液中加入1g/ml的丙烯酰胺，并加入其交联剂N,N’-亚甲基双丙烯酰胺和光引发剂Irgacure 2959，混合均匀，将所得混合溶液加入模具，先进行光交联5h，随后放入冰箱冷冻，冷冻温度为-40℃，冷冻时间为24h，在4℃下解冻6h，冷冻解冻循环次数为2。
3.一种聚乙烯醇/无机盐/聚丙烯酰胺水凝胶，其特征在于，所述水凝胶制备方法为：90-100℃的高温配置浓度为20 wt%，数均分子量为70000的聚乙烯醇溶液，继续加入30 wt%的氯化钙，混合均匀，超声消泡，在所得溶液中加入1g/ml的丙烯酰胺，并加入其交联剂N,N’-亚甲基双丙烯酰胺和光引发剂Irgacure 2959，混合均匀，将所得混合溶液加入模具，先进行光交联4h，随后放入冰箱冷冻，冷冻温度为-50℃，冷冻时间为24h，在4℃下解冻6h，冷冻解冻循环次数为1。
4.一种聚乙烯醇/无机盐/聚丙烯酰胺水凝胶，其特征在于，所述水凝胶制备方法为：90-100℃的高温配置浓度为10 wt%，数均分子量为70000的聚乙烯醇溶液，继续加入30 wt%的氯化锂，混合均匀，超声消泡，在所得溶液中加入1g/ml的丙烯酰胺，并加入其交联剂N,N’-亚甲基双丙烯酰胺和光引发剂Irgacure 2959，混合均匀，将所得混合溶液加入模具，先进行光交联4h，随后放入冰箱冷冻，冷冻温度为-50℃，冷冻时间为24h，在4℃下解冻6h，冷冻解冻循环次数为3。
5.一种聚乙烯醇/无机盐/聚丙烯酰胺水凝胶，其特征在于，所述水凝胶制备方法为：90-100℃的高温配置浓度为20 wt%，数均分子量为70000的聚乙烯醇溶液，继续加入30 wt%的氯化钙，混合均匀，超声消泡，在所得溶液中加入1.5g/ml的丙烯酰胺，并加入其交联剂N,N’-亚甲基双丙烯酰胺和光引发剂Irgacure 2959，混合均匀，将所得混合溶液加入模具，先进行光交联6h，随后放入冰箱冷冻，冷冻温度为-20℃，冷冻时间为24h，在4℃下解冻6h，冷冻解冻循环次数为3。
6.一种聚乙烯醇/无机盐/聚丙烯酰胺水凝胶，其特征在于，所述水凝胶制备方法为：90-100℃的高温配置浓度为20 wt%，数均分子量为90000的聚乙烯醇溶液，继续加入30 wt%的氯化钙，混合均匀，超声消泡，在所得溶液中加入1g/ml的丙烯酰胺，并加入其交联剂N,N’-亚甲基双丙烯酰胺和热引发剂过硫酸铵，混合均匀，将所得混合溶液加入模具，先进行热交联5h，随后放入冰箱冷冻，冷冻温度为-80℃，冷冻时间为24h，在10℃下解冻6h，冷冻解冻循环次数为1。
7.一种聚乙烯醇/无机盐/聚丙烯酰胺水凝胶，其特征在于，所述水凝胶制备方法为：90-100℃的高温配置浓度为10 wt%，数均分子量为90000的聚乙烯醇溶液，继续加入30 wt%的氯化钙，混合均匀，超声消泡，在所得溶液中加入1g/ml的丙烯酰胺，并加入其交联剂N,N’-亚甲基双丙烯酰胺和光引发剂Irgacure 2959，混合均匀，将所得混合溶液加入模具，先进行光交联5h，随后放入冰箱冷冻，冷冻温度为-70℃，冷冻时间为24h，在10℃下解冻6h，冷冻解冻循环次数为3。
8.一种传感器，其结构中包含权利要求1至7中任一项所述的聚乙烯醇/无机盐/聚丙烯酰胺水凝胶或以权利要求1至7中任一项所述的聚乙烯醇/无机盐/聚丙烯酰胺水凝胶为基质或导电材料。
9.一种电子皮肤，其结构中包含权利要求1至7中任一项所述的聚乙烯醇/无机盐/聚丙烯酰胺水凝胶或以权利要求1至7中任一项所述的聚乙烯醇/无机盐/聚丙烯酰胺水凝胶为材料。
10.权利要求1至7中任一项所述的聚乙烯醇/无机盐/聚丙烯酰胺水凝胶在传感器、电子皮肤中的应用。
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