[發明專利]一種電致變色聚合物及用于大規模純化電致變色聚合物的方法

有效

• 申請號: 202010093529.8
• 申請日: 2020-02-14
• 公開（公告）號: CN111349216B
• 公開（公告）日: 2023-02-03
• 發明（設計）人: 石鵬杰;王家兵;韓雨桐;周頌陽
• 申請（專利權）人: 南京宜凱瑞新材料有限公司
• 主分類號: C08G61/12
• 分類號: C08G61/12;C09K9/02
• 代理公司: 深圳國聯專利代理事務所(特殊普通合伙) 44465
• 代理人: 王天興

本發明提供一種電致變色聚合物及用于大規模純化電致變色聚合物的方法，其中，方法包括如下步驟：將反應得到的未純化的電致變色聚合物倒入甲醇溶液中進行沉淀，過濾分離得到電致變色聚合物的粗品，將粗品進行溶解，并通過層析柱，將層析后的聚合物進行濃縮處理，并在攪拌條件下二次沉淀，將沉淀后的聚合物過濾分離，經真空干燥后得到純化的電致變色聚合物。本發明以吸附和聚合物沉淀分級原理為基礎，取代了原有以液?固萃取為基礎的純化電致變色聚合物的方法。本發明能夠將原來2天至數周的提純過程縮短為1至2天，提高了生產效率的同時，避免了使用索氏提取器時需要使用多種易燃易爆化學品在高溫回流狀態下的流程。

技術領域

本發明涉及電致變色聚合物技術領域，尤其涉及一種電致變色聚合物及用于大規模純化電致變色聚合物的方法。

背景技術

電致變色聚合物，是在電場作用下可以發生可逆氧化還原的，在外觀上表現為自身顏色可逆變化的聚合物，是導電高分子的一種。聚噻吩、聚吡咯、聚乙炔等導電高分子均可作為電致變色材料。與普通高分子不同的是，這一類材料，其主鏈是由單雙健交替形成的共軛結構，使得聚合物難以被溶解在常用的有機溶劑中，增加了聚合物后處理的難度，限制了其作為光電材料的后續應用。為了增加其溶解性，需要在聚合物的側鏈引入可溶性基團，使得聚合物的結構更為復雜。

可溶解的電致變色聚合物可以通過化學合成的手段在溶液中被制備。其中包括了：三氯化鐵氧化聚合，Stille偶聯聚合反應，Suzuki偶聯聚合反應和直接芳基化聚合反應等。然而這些合成方法均需要在合成過程中引入無機金屬基的催化劑(三氯化鐵，乙酸鈀等)和特定的無機金屬鹽(碳酸鉀等)來保證反應的正常進行。這些無機成分以及由副反應產生的寡聚體和低分子量組分會在應用過程中顯著影響材料的光電性能。如何高效的除去上述無機物以及低分子量組分已經成為電致變色聚合物產業化的工作重點之一。

為了去除上述無機物以及低分子量組分，現有技術中，首先將聚合物沉淀于甲醇中，通過過濾的方法收集聚合物固體；然后在索氏提取器中分別用甲醇，正己烷和丙酮洗滌聚合物若干天；最后將聚合物重新溶解，再沉淀，過濾收集。此項處理過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種易燃易爆化學品在高溫回流狀態下完成，增加了生產事故的風險。同時，此方法效率低下，往往需要數天甚至數星期才能完成，每次可處理量在幾十克級別，并不適合電致變色聚合物的大規模純化處理。

發明內容

本發明的目的在于提供一種用于大規模純化電致變色聚合物的方法，以克服現有技術中存在的不足。

為實現上述發明目的，本發明提供一種電致變色聚合物，其結構式為：

其中，m,n,p,為1以上的自然整數，R基為氫原子、鹵素原子、羥基、羧基、酯基或具有1-20個碳原子的直鏈或支鏈烷基，各取代位上的R基相同或者不相同。

為實現上述發明目的，本發明提供一種用于大規模純化電致變色聚合物的方法，其包括如下步驟：

將反應得到的主要成分為如上所述的電致變色聚合物倒入甲醇溶液中進行沉淀，過濾分離得到電致變色聚合物的粗品，將粗品進行溶解，并通過層析柱，將層析后的聚合物進行濃縮處理，并在攪拌條件下二次沉淀，將沉淀后的聚合物過濾分離，經真空干燥后得到純化的電致變色聚合物。

作為本發明的方法的改進，制備主要成分為如上所述的電致變色聚合物的方法包括如下步驟：

將3，3-雙[[(2-乙基己基)氧基]甲基]-3，4-二氫-2H-噻吩并[3,4-b][1,4]二氧雜環庚、6,8-二溴-3，3-雙[[(2-乙基己基)氧基]甲基]-3，4-二氫-2H-噻吩并[3,4-b][1,4]二氧雜環庚、4,7-二溴-2,1,3-苯并噻二唑混合，并在反應條件下進行反應。

作為本發明的方法的改進，所述甲醇溶液與反應得到的聚合物的體積比為2:1至20:1。