[發(fā)明專利]以二苯并噻吩或二苯并呋喃為中心結(jié)構(gòu)的電致變色聚合物

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410690534.1
• 申請日: 2014-11-25
• 公開（公告）號: CN104479113A
• 公開（公告）日: 2015-04-01
• 發(fā)明（設計）人: 徐景坤;林凱文;盧寶陽;甄士杰;明守利
• 申請（專利權(quán)）人: 江西科技師范大學
• 主分類號: C08G61/12
• 分類號: C08G61/12
• 代理公司: 無錫華源專利事務所(普通合伙) 32228
• 代理人: 聶漢欽

技術(shù)領域

本發(fā)明涉及導電高分子電致變色材料領域，尤其是涉及一種以二苯并噻吩或二苯并呋喃為中心結(jié)構(gòu)的電致變色聚合物及其制備方法。

背景技術(shù)

電致變色即電致變色材料在交替的高、低或正、負外電場作用下通過注入或抽取電荷發(fā)生氧化還原反應，從而在低透過率的著色態(tài)和高透過率的消色態(tài)之間發(fā)生可逆變化的特殊現(xiàn)象；外觀上表現(xiàn)為顏色及透明度的可逆變化，在電致變色窗、電致變色顯示等領域有廣闊的應用前景。

電致變色材料分為無機電致變色材料和有機電致變色材料；無機電致變色材料的典型代表是三氧化鎢，目前，以WO₃為功能材料的電致變色器件已經(jīng)產(chǎn)業(yè)化；有機電致變色材料主要有聚噻吩類及其衍生物、紫羅精類、四硫富瓦烯、金屬酞菁類化合物等，以紫羅精類為功能材料的電致變色材料已經(jīng)得到實際應用；相對于以過渡金屬氧化物為代表的無機電致變色材料，有機電致變色材料如聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩、紫精等具有色彩豐富、響應時間短、著色率高、容易進行分子設計等優(yōu)點，因而更加受到研究者的青睞。

近年來二苯并五元環(huán)化合物，芴、咔唑及其衍生物開始進入到研究者的視野，2012年聶廣明等研究EDOT封端的芴聚合物材料，并應用到電致變色器件，響應時間提高到0.5s，著色效率為784cm²·C^-1；2014年P.Dataa等系統(tǒng)研究了咔唑衍生物連接EDOT、噻吩、連二噻吩三種聚合物材料，并系統(tǒng)研究電化學和電致變色性能，著色效率達到200cm²·C^-1以上，可以達到實際應用。

作為二苯并五元環(huán)化合物的組成部分，二苯并噻吩(DBT)或二苯并呋喃(DBF)一直沒有被發(fā)掘其在電致變色方面的應用，DBT是石油加氫脫硫研究中重要的模型化合物，又是很重要的有機合成中間體，用于合成殺蟲劑、醫(yī)藥、生物產(chǎn)品和硫靛染料等，DBF和DBT還是溴系阻聚劑的原材料，具有比較高的實際應用價值。理論上PDBT和PDBF由于具有較大的共軛平面結(jié)構(gòu)，能夠提高分子鏈的共平面性使聚合物在固體膜中形成分子間π-π*堆積，有利于拓寬材料的吸收光譜，提高材料的載流子遷移率，因此在光電材料中擁有很大的應用潛力。聚(3,4-乙撐二氧噻吩)(PEDOT)是最穩(wěn)定的導電聚合物之一，自這種材料被合成至今，因其具有優(yōu)異的環(huán)境穩(wěn)定性、高電導率(>10²S/cm)以及較高的可見光透過率(>80％)，引起了人們的廣泛關注，隨后被廣泛應用在可再充電電池，電致變色顯示裝置，有機發(fā)光二極管，超級電容器，抗靜電涂料，腐蝕抑制劑，印刷電路智能窗，微波吸收材料，化學/生物傳感器等領域。

因此，若將二苯并噻吩或二苯并呋喃連接上典型供體(如EDOT、噻吩、噻吩衍生物、吡咯等)制備新型聚合前驅(qū)體，聚合前驅(qū)體通過電化學方法將其聚合制備相應聚合物，則生成的導電高分子將具有良好的電學性能或光學性能，以及其他一些優(yōu)良的性質(zhì)，這些材料除了合成方便、成本低廉、穩(wěn)定性好等特點外，由于其部分可溶解在一般的有機溶劑中，因此可加工性相對較好，是一系列優(yōu)秀的電致變色材料。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，本發(fā)明提供一種以二苯并噻吩或二苯并呋喃為中心結(jié)構(gòu)的電致變色聚合物。本發(fā)明聚合物在保留二苯并噻吩或二苯并呋喃熱、電穩(wěn)定性以及熒光性能的同時，在電致變色方面還具有明顯的顏色變化以及較高的著色效率。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

以二苯并噻吩或二苯并呋喃為中心結(jié)構(gòu)的新型電致變色聚合物，聚合物的分子結(jié)構(gòu)為如下結(jié)構(gòu)通式中的任何一種：

其中，X為S或O；

Y為S、O、Se、NH中的一種；

R為氫基、烷基或烷氧基；

A、B分別為S、O、Se中的一種，A和B可以相同，也可以不同；

n為1、2或3。

所述聚合物P1中，X為S，Y為S、O或Se，R為氫基或C₁-C₁₂的烷基。

所述聚合物P1中，X為O，Y為S、O或Se，R為C₁-C₁₂的烷基。

所述聚合物P2中，X為S，A、B分別為O、S、Se中的一種，A和B可以相同，也可以不同，n為1、2或3，R為C₁-C₁₂的烷基。

所述聚合物P2中，X為O，A、B分別為O、S、Se中的一種，A和B可以相同，也可以不同，n為1、2或3，R為C₁-C₁₂的烷基。