[發明專利]一種n型電致變色聚合物材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201610044907.7
• 申請日: 2016-01-22
• 公開（公告）號: CN105542165B
• 公開（公告）日: 2019-04-09
• 發明（設計）人: 解增旗;馬於光;馬煒濤
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: C08G73/10
• 分類號: C08G73/10;C09K9/02;C07D471/06
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 陳文姬

本發明公開了一種n型電致變色聚合物材料，由含有酰亞胺基團與電活性基團的聚合單體聚合而成，還原變色依靠酰亞胺結構的得失電子而實現，可以實現長期穩定循環而不衰減；可以實現n型電致變色，并且可以大幅度提高循環壽命。本發明還公開了上述n型電致變色聚合物材料的制備方法，采用電化學或者化學氧化制備變色材料，工藝簡單，制備成本低。

技術領域

本發明涉及光電材料與器件領域，特別涉及一種n型電致變色聚合物材料及其制備方法。

背景技術

電致變色材料在大面積平板顯示、智能窗、建筑玻璃等領域有非常廣泛的應用，例如該技術已應用于美國波音最新機型智能變色昡窗。電致變色材料主要包括三大類型，包括金屬氧化物、金屬配合物、有機分子(含有機聚合物)。本發明涉及有機聚合物材料。這是一類以聚苯胺，聚吡咯，聚咔唑，聚噻吩為代表的導電聚合物。相對其他材料體系，聚合物由于可以實現柔性加工，成本低，色對比度較大，顏色可調等因素，最近得到了廣泛的關注與研究。

導電聚合物電致變色材料由于其原料價格低，重量輕，可制備柔性器件以及具有著色對比度高，著色效率高，響應時間小以及便于加工等優點，科學界對導電聚合物的研究也日趨熱烈。相對而言，科學界比較受關注的是傳統的p型(氧化)摻雜導電聚合物，比如聚3,4-乙烯二氧噻吩類，通過氧化摻雜而實現變色。大部分p型導電聚合物中，目前實驗室可以實現全色的調控，響應時間也可以實現在10^-1到10¹之間不等，著色效率也在10²量級，循環壽命可以達到10³左右。相比于p型導電聚合物，n型(還原)電致變色材料基本是空白，由于空氣中氧氣與水分的影響，很少有報道可以在空氣中實現穩定循環的n型電致變色材料。

發展高著色效率、長循環壽命的n型有機電致變色材料對豐富電致變色材料體系、多種顏色轉變等具有重要意義。更重要的是，n型電致變色材料的研究與開發可以彌補器件中陽極材料長期的不足，并且改變電致變色器件的工作模式，增加器件的著色效率或者色對比度，實現器件的柔性化與降低器件成本。穩定的n型有機電致變色材料需要具有相對較低的LUMO能級，因為較低的LUMO能級可以避免因為空氣中的氧氣與水分對n型摻雜態的破壞與影響。

發明內容

為了克服現有技術的上述缺點與不足，本發明的目的在于提供一種n型電致變色聚合物材料，可以實現從紅色到無色之間的長期穩定循環。

本發明的另一目的在于提供上述n型電致變色聚合物材料的制備方法。

本發明的目的通過以下技術方案實現：

一種n型電致變色聚合物材料，由含有酰亞胺基團與電活性基團的聚合單體聚合而成；

所述聚合單體具有以下結構：

式中：n＝1,2,3；

X₁～X₄為獨立可變化拉電子基團或推電子基團。

所述拉電子基團具體為H、F、Br、Cl、CN、NO₂，F取代的C1～C20烷鏈基，F取代的C1～C20烷鏈基醚基，推電子基團具體為C1～C20烷基鏈，C1～C20烷鏈醚基，C1-C20炔烴基，苯基，四氫吡咯烷基，哌啶基，苯氧基，鄰甲基苯氧基，鄰苯基苯氧基。

R1、R2具有以下結構：

具有以下結構：——(A)-B；其中A為橋連基團，具體為C1-C20烷基、含取代基烷基、烷氧基、含取代基烷氧基、芳香基、含取代基芳香基、烷基芳香基、含取代基烷基芳香基、烷基雜芳香基、含取代基烷基雜芳香基、烷基雜環基、含取代基烷基雜環基中的任一種；

所述取代基選自：甲基、乙基、丙基、異丙基、正丁基、仲丁基、異丁基、叔丁基、羥基、巰基、脂基、磺基、亞磺基、硝基、氨基、亞氨基、羧基、肼基中的至少一種；