水凝胶因具有高含水量、优异的生物相容性受到了科学界的广泛关注。这种材料由于其优异的柔性特征,广泛的被科研工作者研究和关注。但往往传统水凝胶材料的应用受到种种自身的缺陷问题,导致应用受到限制。例如:在寒冷地区的温度环境下,水凝胶失去柔韧性和拉伸性,或者多次往复的拉伸活动使水凝胶网络结构被破坏。这些结果大大的影响了水凝胶的实际应用。因此实现水凝胶具有自恢复性能的同时,能在寒冷环境下具有优异抗冻性是一项非常有意义的研究。在此,我们将两性离子单体甲基丙烯酸钠(MAANa)和甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC)成功引入到疏水缔合的聚丙烯酰胺水凝胶体系中。这种由两性离子单体与丙烯酰胺共聚合成的MAANa/DMC聚电解质水凝胶被成功制备。通过物理相互作用和疏水体系的网络结构相互结合,形成了一种杂化网络结构的水凝胶。这种物理作用是由聚电解质水凝胶中聚合物支链基团电离出自由移动的离子后,正负基团相互吸引引发的静电相互作用。由于静电相互作用的存在,水凝胶的自恢复性大大提升。同时,这种聚合物支链电离出自由移动的离子分散在水凝胶体系中,降低聚两性电解质水凝胶的冰点,提高水凝胶的电导率。通过差示扫描量热法测定其抗冻温度可以达到-31.7℃。聚电解质水凝胶在常温下的电导率最高保持在0.057 S/cm,并且在低温下的电导率依旧可以达到0.035 S/cm。良好的机械性能使得聚两性电解质水凝胶的断裂应力达到370 k Pa,断裂伸长率为1758%。MAANa/DMC聚电解质水凝胶由于其优异的抗疲劳性、自恢复性、抗冻和低温导电性,拓宽了水凝胶作为柔性可穿戴应变传感器的应用环境范围,解决了应变传感器在寒冷地带和冬季使用时失活的窘境。聚电解质水凝胶各种优异的性能为我们设计出一种用于人体运动信号和生物生理信号监测的应变传感器提供新的思路。可以预见的是,MAANa/DMC聚电解质水凝胶将在复杂的温度环境下提供稳定的性能,并在生理信号监测、电子皮肤和可穿戴设备等领域具有广泛的应用前景。