[發明專利]一種聚合物電致變色織物及其制備方法

無效

• 申請號: 201010621351.6
• 申請日: 2010-12-31
• 公開（公告）號: CN102135692A
• 公開（公告）日: 2011-07-27
• 發明（設計）人: 莊碧雙
• 申請（專利權）人: 泉州紅瑞興紡織有限公司
• 主分類號: G02F1/153
• 分類號: G02F1/153;G02F1/155;D06M15/61
• 代理公司: 廈門市首創君合專利事務所有限公司 35204
• 代理人: 張松亭

技術領域

本發明涉及一種電致變色材料，尤其是一種低成本、易變色可控、循環可逆的電致變色織物及其制備方法。

背景技術

電致變色是指在外界電場的作用下，材料發生氧化或還原導致其對光透射或反射產生可逆變化，在外觀上表現為顏色的可逆變色現象。按材料的結構劃分，它一般可分為無機電致變色材料(如WO₃、V₂O₅、NiO等)和導電聚合物(聚苯胺類、聚噻吩類、聚吡咯類等)兩大類。無機電致變色材料具有顏色對比度高、循環穩定性高、附著力強及熱穩定性高等優點。與前者相比，導電聚合物電致變色材料具有以下優點：①具有良好的電化學氧化還原可逆性；②顏色變化的響應時間快；③顏色的變化是可逆的；④顏色變化靈敏度高；⑤有較高的循環壽命；⑥有一定的儲存記憶功能；⑦有較好的化學穩定性。電致變色材料由于沒有視角限制，且色彩豐富、響應時間快，具有廣闊的市場應用前景。將電致變色材料添加到織物中，制成電致變色織物即人們夢寐以求的“變色龍”織物，它能夠通過弱電調節自身的顏色與外界環境保持一致，在軍事偽裝、智能材料、新型顯示器件及信息存儲器件等方面具有潛在應用價值。在各種導電聚合物電致變色材料中，聚苯胺以其成本低、光學質量好、顏色轉換快、循環可逆性好等優點倍受人們的關注。

聚苯胺(PANI)屬于典型的具有共軛電子體系的導電聚合物，它是由氧化單元和還原單元組成，x代表它的氧化程度，y代表它的還原程度，A^-代表對陰離子，其結構式如下：

一般而言，PANI可以通過化學摻雜、電化學摻雜、質子酸摻雜和物理摻雜等手段來實現導電，但以質子酸摻雜最為常見。通過質子酸摻雜，質子進入高聚物鏈上，使鏈帶正電，為維持電中性，對陰離子也進入高聚物鏈，摻雜后鏈上電子數目不發生變化，其導電性能大大提高。

聚苯胺的生成先由苯胺氧化成低聚物，再進一步自催化生成高聚物。它的室溫電導率依賴于質子化程度和PANI的氧化態，并由質子化引起PANI的絕緣體-半導體-導體的轉變。當電壓在-0.2～1.0V變化時，聚苯胺薄膜的顏色出現從無色、綠色、藍色、紫色的變化，分別對應于聚苯胺的完全還原態、中間氧化態、高氧化態、全氧化態的變化。當電壓控制在-0.2～0.6V范圍內，可實現無色、淡黃色、綠色的可逆變化，可循環使用，響應時間較短。