[发明专利]一种以四联噻吩为变色主体的可溶性电致变色聚合物及制备与应用

说明书

一种基于四联噻吩为变色主体的油溶性电致变色聚合物，如式(1)所示。以及提供一种基于四联噻吩为变色主体的油溶性电致变色聚合物的制备方法，所述油溶性电致变色聚合物由溶液加工方式制作成电致变色聚合物薄膜。本发明表现出合理的电化学稳定性，光谱电化学测试结果表明这是一种具有潜在应用价值的电致变色材料，具有普适性、加工方便。

技术领域

本发明涉及一种以四联噻吩为变色主体的油溶性电致变色聚合物及制备与应用。

背景技术

“电致变色”(Electrochromism,EC)是指材料的光学属性，如透射率、反射率、吸收率等在外加电场作用下发生稳定、可逆变化的现象，宏观上表现为颜色和透明度的可逆变化。

近年来，节能环保材料吸引了人们的广泛关注。电致变色材料正是这样一种可以改变人类生产生活方式并且有助于合理利用能源的新型功能材料。该材料具有来源丰富、器件制备工艺简单及工作电压低等优点，且能广泛应用在智能窗、电子纸及显示器等领域。导电聚合物基电致变色材料因结构易修饰、着色效率较高、响应时间较短、光学对比度较高及较丰富的颜色变换而成为电致变色材料中最具有潜力的一类物质。

溶液加工型电致变色材料在过去十年里得到了快速的发展，各种各样的溶液加工型电致变色材料被设计合成。然而，目前大部分具有良好应用前景的溶液加工型电致变色材料的技术专利都集中在欧美等发达国家，国内在这一领域具有自主知识产权的技术专利相对缺乏。因此，开发高性能的、具备产业化应用前景的新型可溶液加工的电致变色材料十分必要。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的是提供一种以四联噻吩为变色主体的油溶性电致变色聚合物及制备方法以及在电致变色领域中的应用。

下面对本发明的技术方案做具体说明：

一种四联噻吩为变色主体的油溶性电致变色聚合物，如式(1)所示：

进一步，式(1)中，X为C₀～C₂₀之间的烷基链；所述的Y基团主要作用为打断聚合物共轭为以下结构之一：

其中，M为C₁～C₃₀之间的烷基链，所述油溶性聚合物的数均分子量Mn：5000～25000，多分散系数D：1.1～4.0。

本发明提供的电致变色聚合物主要通过四联噻吩单元1与打断共轭单元2、3、4经芳基化缩聚制得，其中式1、2中的X与M的定义与上文相同。

具体的，所述聚合物制备操作过程具体如下：将四联噻吩单元1与打断共轭单元2、3、4加入到具有无机碱、有机酸和钯类催化剂的有机溶液中，在惰性气体中一定温度下反应，反应结束后即得到上述(1)中的聚合物。

作为优选，所述的有机酸为新戊酸和1-金刚烷甲酸中的一种或两种。

所述的无机弱碱为碳酸钠、碳酸钾、碳酸铯、碳酸氢钾以及碳酸氢钠中的一种或者至少两种的组合。

所述的钯类催化剂为醋酸钯和二氯二(三苯基膦)钯中的一种或两种。

进一步地，反应结束后，后处理可以采用如下步骤：将反应混合物倒入适量甲醇中，过滤、烘干、研磨后依次用甲醇、丙酮、石油醚、三氯甲烷、四氢呋喃索提，收集三氯甲烷与四氢呋喃中溶解的聚合物，除去溶剂得到聚合物。

一种以四联噻吩为变色主体的油溶性电致变色聚合物的应用，所述油溶性电致变色聚合物由溶液加工方式制作成电致变色聚合物薄膜。

作为优选，所述聚合物通过喷涂、旋涂、丝网印刷或打印等方式涂覆于导电基底上。