[发明专利]一种噻吩并噻吩类的电致变色聚合物及其制备方法

说明书

本发明公开了一种噻吩并噻吩类的电致变色聚合物及其制备方法，其中，电致变色聚合物的分子结构通式为：其中，m为1‑6，n为2‑2000，Ar选自取代或未取代的C6‑C30芳基、取代或未取代的C4‑C68杂环芳基中的一种。本发明通过在噻吩并噻吩结构的3,6位点引入寡聚醚侧链，并调节寡聚醚链的长度；再将噻吩并噻吩类的单体与不同的双溴代单体通过直接芳基化偶联缩聚反应共聚，以调节材料的分子量、π共轭程度和分子链内及链间电荷转移能力。本发明提供的电致变色聚合物材料具有高离子导电性，响应速率高、对比度高，且可以实现从多种颜色到无色之间的长期循环稳定性。

技术领域

本发明涉及高分子材料领域，尤其涉及一种噻吩并噻吩类的电致变色聚合物及其制备方法。

背景技术

1961年Platt首次提出电致变色的定义，指材料在外界电信号驱动下引发可逆的氧化还原反应，其自身光学性质发生可逆变化的现象。几十年来随着对电致变色材料与器件的不断探究，该技术已经实现部分的商业化应用，应用领域众多，包括电纸书、智能标签、汽车后视镜、智能窗户等。

关于电致变色材料的种类分为无机和有机电致变色材料两大类。相对无机和有机小分子电致变色材料来说，聚合物电致变色材料具有成本低、对比度高、导电性高、颜色易调控、可实现柔性加工等优点，受到了广泛的关注与研究。目前关于聚合物材料的研究重点在于材料颜色调控这方面，因此许多不同颜色转变的新型聚合物电致变色材料已经得到研发，但他们在实际商业化应用中受离子扩散速率慢、响应时间久、稳定性差等所限制。为了提高材料离子导电性和响应速度，已报导的方法主要是将材料嫁接到碳纳米管上或制备成纳米结构，以增加材料与电解质的接触面积，然而这些方法对形貌调控的要求较高，且不适用于多种聚合物材料。

因此，发展离子扩散速率快、响应时间短、长循环稳定性的有机电致变色材料对实现多种材料的商业化发展等具有极其重要的意义。开发高性能的有机电致变色材料成为亟需解决的问题。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种噻吩并噻吩类的电致变色聚合物及其制备方法，旨在解决由于现有电致变色材料离子扩散速率慢、响应时间长以及循环稳定性差的问题。

本发明的技术方案如下：

一种噻吩并噻吩类的电致变色聚合物，其中，其分子结构通式为：其中，m为1-6，n为2-2000，Ar选自取代或未取代的C6-C30芳基、取代或未取代的C4-C68杂环芳基中的一种。

一种噻吩并噻吩类的电致变色聚合物的制备方法，其中，包括步骤：

将噻吩并[3,2-b]噻吩、冰醋酸、氯仿和液溴混合搅拌，加热回流处理后，制得四溴噻吩并[3,2-b]噻吩化合物；

将锌单质与所述四溴噻吩并[3,2-b]噻吩化合物混合，再加入冰醋酸在室温条件下搅拌过夜，制得3,6-二溴噻吩并[3,2-b]噻吩化合物；

在氮气保护环境下，将所述3,6-二溴噻吩并[3,2-b]噻吩化合物、溴化亚铜、碘化钾(41.47mg，0.25mmol)加入到甲醇钠溶液中，加热回流处理后，制得3,6-二甲氧基噻吩并[3,2-b]噻吩化合物；

在氮气保护环境下，将所述3,6-二甲氧基噻吩并[3,2-b]噻吩化合物、对甲苯磺酸钠以及三乙二醇单乙醚加入甲苯溶剂中，加热回流处理后，制得分子结构式为的化合物；

在氮气保护环境下，将化合物碳酸钾、醋酸钯以及Br-Ar-Br加入N,N-二甲基乙酰胺溶剂中，加热回流处理后，制得所述分子结构式为的噻吩并噻吩类的电致变色聚合物，其中，m为1-6，n为2-2000，Ar选自取代或未取代的C6-C30芳基、取代或未取代的C4-C68杂环芳基中的一种。