本发明涉及导电水凝胶领域，具体涉及一种具有高强度和良好保湿性的导电水凝胶及制备方法。
背景技术：
1、近年来柔性电子器件发展迅速，在信号检测、电能储备和人机界面等领域展现出独特的应用价值。水凝胶是一种含水量丰富的具有三维网络结构的高分子材料，既有利于电子和离子的传输，也避免了离子向外的扩散和泄漏，呈现出超强的亲和力和稳定性。
2、专利cn107474265a公开了一种聚乙烯醇导电水凝胶的制备方法，其通过氢键复合网络和盐析效应，以甘油和氯化钠作为辅料加入，得到了具有高电导率和一定机械强度的聚乙烯醇水凝胶，但由于氯化钠的存在，易破坏水凝胶的稳定性，使其水分快速排出，保湿性差，进而带来弹性和电导率降低等一系列缺陷，不能满足皮肤柔性传感器的要求。另外，大多数的含水柔性器械为细菌的粘附和聚集创造了条件，目前导电水凝胶在抗菌性方面还有待提升；而现有其他制备水凝胶的方法中，通常也较少关注其保湿性问题，且通常难以兼顾保湿性、机械强度和抗菌性。
3、因此，在面对柔性电子器件的构筑中，当前的水凝胶材料仍然面临着保湿性差、机械强度、抗菌性和电导率低等问题。
技术实现思路
1、本发明的目的在于克服上述技术不足，提供一种具有高强度和良好保湿性的导电水凝胶及制备方法，解决现有技术中导电水凝胶的保湿性较差且机械强度低的技术问题。
2、为达到上述技术目的，本发明提供的技术方案是：
3、第一方面，本发明提供一种具有高强度和良好保湿性的导电水凝胶，按体积百分比计，导电水凝胶的原料包括60～90%的聚乙烯醇/壳聚糖季铵盐混合溶液和10～40%的共晶溶剂；聚乙烯醇/壳聚糖季铵盐混合溶液是由聚乙烯醇、壳聚糖季铵盐和水按（15～25）g：（7.5～15）g：100ml的比例混合得到的。
4、第二方面，本发明提供一种具有高强度和良好保湿性的导电水凝胶的制备方法，包括以下步骤：将聚乙烯醇加入到壳聚糖季铵盐溶液中，加热搅拌溶解，得到聚乙烯醇/壳聚糖季铵盐混合溶液；将聚乙烯醇/壳聚糖季铵盐混合溶液与共晶溶剂混合均匀，得到聚乙烯醇/壳聚糖季铵盐/共晶溶剂混合溶液；将聚乙烯醇/壳聚糖季铵盐/共晶溶剂混合溶液倒入模具中，采用冻融法，制得导电水凝胶。
5、与现有技术相比，本发明的有益效果包括：
6、本发明以聚乙烯醇和壳聚糖季铵盐为原料，经加热溶解得到两者的混合溶液，然后加入一定体积的共晶溶剂，获得三者的混合溶液；通过冻融的方法构建导电水凝胶，各种组分通过氢键相互缔合，产生优异的导电性和保湿性，同时共晶溶剂表现出一定的抗冻能力，可以延缓聚乙烯醇的结晶进程，进而使水凝胶形成更加致密均匀的氢键网络；壳聚糖季铵盐作为壳聚糖的阳离子衍生物可以破坏细菌的细胞膜，因此赋予了导电水凝胶优异的抗菌性，本发明通过各原料的种类及用量的配合，使所得的导电水凝胶具有高的强度、良好的保湿性，同时具有一定的电导率和抗冻、抗菌性；且制备方法简单，原料廉价、来源广泛、绿色无毒、安全可靠，应用范围广。
1.一种具有高强度和良好保湿性的导电水凝胶，其特征在于，按体积百分比计，所述导电水凝胶的原料包括60～90%的聚乙烯醇/壳聚糖季铵盐混合溶液和10～40%的共晶溶剂；
2.根据权利要求1所述的具有高强度和良好保湿性的导电水凝胶，其特征在于，所述共晶溶剂为乙二醇和氯化胆碱按摩尔比为1:1的混合物。
3.根据权利要求1所述的具有高强度和良好保湿性的导电水凝胶，其特征在于，所述共晶溶剂的体积百分比为20～30%，聚乙烯醇/壳聚糖季铵盐混合溶液的体积百分比为70～80%。
4.根据权利要求1所述的具有高强度和良好保湿性的导电水凝胶，其特征在于，所述聚乙烯醇包括聚乙烯醇1799。
5.根据权利要求1所述的具有高强度和良好保湿性的导电水凝胶，其特征在于，所述壳聚糖季铵盐包括水溶阳离子壳聚糖季铵盐。
6.如权利要求1-5任一项所述的具有高强度和良好保湿性的导电水凝胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
7.根据权利要求6所述的具有高强度和良好保湿性的导电水凝胶的制备方法，其特征在于，壳聚糖季铵盐溶液是在室温下，将壳聚糖季铵盐加入到去离子水中搅拌溶解得到的。
8.根据权利要求6所述的具有高强度和良好保湿性的导电水凝胶的制备方法，其特征在于，聚乙烯醇加入到壳聚糖季铵盐溶液中，在90～98℃加热搅拌3～6h，得到聚乙烯醇/壳聚糖季铵盐混合溶液。
9.根据权利要求6所述的具有高强度和良好保湿性的导电水凝胶的制备方法，其特征在于，冻融法中，冻融总时间为2～20h，冻融循环次数1～10次。
10.根据权利要求9所述的具有高强度和良好保湿性的导电水凝胶的制备方法，其特征在于，单次冻融过程中，先在-35～-25℃冷冻1.5～2.5h，再在32～38℃解冻1.5～2.5h。
