[发明专利]一种电致变色聚合物及用于大规模纯化电致变色聚合物的方法

说明书

本发明提供一种电致变色聚合物及用于大规模纯化电致变色聚合物的方法，其中，方法包括如下步骤：将反应得到的未纯化的电致变色聚合物倒入甲醇溶液中进行沉淀，过滤分离得到电致变色聚合物的粗品，将粗品进行溶解，并通过层析柱，将层析后的聚合物进行浓缩处理，并在搅拌条件下二次沉淀，将沉淀后的聚合物过滤分离，经真空干燥后得到纯化的电致变色聚合物。本发明以吸附和聚合物沉淀分级原理为基础，取代了原有以液‑固萃取为基础的纯化电致变色聚合物的方法。本发明能够将原来2天至数周的提纯过程缩短为1至2天，提高了生产效率的同时，避免了使用索氏提取器时需要使用多种易燃易爆化学品在高温回流状态下的流程。

技术领域

本发明涉及电致变色聚合物技术领域，尤其涉及一种电致变色聚合物及用于大规模纯化电致变色聚合物的方法。

背景技术

电致变色聚合物，是在电场作用下可以发生可逆氧化还原的，在外观上表现为自身颜色可逆变化的聚合物，是导电高分子的一种。聚噻吩、聚吡咯、聚乙炔等导电高分子均可作为电致变色材料。与普通高分子不同的是，这一类材料，其主链是由单双健交替形成的共轭结构，使得聚合物难以被溶解在常用的有机溶剂中，增加了聚合物后处理的难度，限制了其作为光电材料的后续应用。为了增加其溶解性，需要在聚合物的侧链引入可溶性基团，使得聚合物的结构更为复杂。

可溶解的电致变色聚合物可以通过化学合成的手段在溶液中被制备。其中包括了：三氯化铁氧化聚合，Stille偶联聚合反应，Suzuki偶联聚合反应和直接芳基化聚合反应等。然而这些合成方法均需要在合成过程中引入无机金属基的催化剂(三氯化铁，乙酸钯等)和特定的无机金属盐(碳酸钾等)来保证反应的正常进行。这些无机成分以及由副反应产生的寡聚体和低分子量组分会在应用过程中显著影响材料的光电性能。如何高效的除去上述无机物以及低分子量组分已经成为电致变色聚合物产业化的工作重点之一。

为了去除上述无机物以及低分子量组分，现有技术中，首先将聚合物沉淀于甲醇中，通过过滤的方法收集聚合物固体；然后在索氏提取器中分别用甲醇，正己烷和丙酮洗涤聚合物若干天；最后将聚合物重新溶解，再沉淀，过滤收集。此项处理过程需要很多天才能完成。其中，使用索氏提取器的一步需要使用多种易燃易爆化学品在高温回流状态下完成，增加了生产事故的风险。同时，此方法效率低下，往往需要数天甚至数星期才能完成，每次可处理量在几十克级别，并不适合电致变色聚合物的大规模纯化处理。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于大规模纯化电致变色聚合物的方法，以克服现有技术中存在的不足。

为实现上述发明目的，本发明提供一种电致变色聚合物，其结构式为：

其中，m,n,p,为1以上的自然整数，R基为氢原子、卤素原子、羟基、羧基、酯基或具有1-20个碳原子的直链或支链烷基，各取代位上的R基相同或者不相同。

为实现上述发明目的，本发明提供一种用于大规模纯化电致变色聚合物的方法，其包括如下步骤：

将反应得到的主要成分为如上所述的电致变色聚合物倒入甲醇溶液中进行沉淀，过滤分离得到电致变色聚合物的粗品，将粗品进行溶解，并通过层析柱，将层析后的聚合物进行浓缩处理，并在搅拌条件下二次沉淀，将沉淀后的聚合物过滤分离，经真空干燥后得到纯化的电致变色聚合物。

作为本发明的方法的改进，制备主要成分为如上所述的电致变色聚合物的方法包括如下步骤：

将3，3-双[[(2-乙基己基)氧基]甲基]-3，4-二氢-2H-噻吩并[3,4-b][1,4]二氧杂环庚、6,8-二溴-3，3-双[[(2-乙基己基)氧基]甲基]-3，4-二氢-2H-噻吩并[3,4-b][1,4]二氧杂环庚、4,7-二溴-2,1,3-苯并噻二唑混合，并在反应条件下进行反应。

作为本发明的方法的改进，所述甲醇溶液与反应得到的聚合物的体积比为2:1至20:1。