[發(fā)明專利]一種黑色顯示的共聚物薄膜及其制備方法和應(yīng)用

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010830622.2
• 申請(qǐng)日: 2020-08-18
• 公開（公告）號(hào): CN112126091A
• 公開（公告）日: 2020-12-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 歐陽(yáng)密;陳璐;胡旭明;張誠(chéng)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): C08J5/18
• 分類號(hào): C08J5/18;C08L65/00;G02F1/1516;C08G61/12
• 代理公司: 杭州斯可睿專利事務(wù)所有限公司 33241
• 代理人: 王利強(qiáng)

一種電化學(xué)共聚物薄膜及其制備方法和應(yīng)用，所述的共聚物薄膜的制備過(guò)程為：首先，配制1mg/mL的單體溶液(Ⅰ)和單體溶液(Ⅱ)；其次，從單體溶液(Ⅰ)和單體溶液(Ⅱ)中取適量溶液配成綠色單體和藍(lán)色單體一定質(zhì)量比的前體溶液；最后，在前體溶液中，利用循環(huán)伏安聚合法，在ITO上電沉積一層共聚物薄膜。本發(fā)明所制備的共聚物薄膜，在中性態(tài)顯示黑色，在氧化態(tài)下顯示透明的淡灰色，同時(shí)具有較高的光學(xué)對(duì)比度和較快響應(yīng)時(shí)間，作為一種電致變色材料，可被應(yīng)用于智能窗、汽車后視鏡、平面顯示以及柔性可穿戴器件中。

(一)技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種黑色顯示的共聚物薄膜及其制備方法，該薄膜作為電致變色活性材料可適用于智能窗、汽車后視鏡、平面顯示以及可穿戴設(shè)備中。

(二)背景技術(shù)

電致變色是在外加電場(chǎng)的作用下，材料的光學(xué)性質(zhì)，(如反射率、透射率、吸收率等)發(fā)生穩(wěn)定、可逆變化的現(xiàn)象，在宏觀上表現(xiàn)出顏色的可逆變化。近年來(lái)，由于資源的過(guò)度消耗和環(huán)境的污染，節(jié)能減排越來(lái)越受到世界各國(guó)的關(guān)注，電致變色材料也越發(fā)引起關(guān)注。電致變色材料主要分為無(wú)機(jī)電致變色材料和有機(jī)電致變色材料。其中，有機(jī)電致變色材料(尤其是導(dǎo)電聚合物)由于其多色顯示、易于加工、靈活性、快速氧化還原交換、高光學(xué)對(duì)比度等優(yōu)點(diǎn)，在電子商務(wù)應(yīng)用中得到了越來(lái)越多的應(yīng)用。

在現(xiàn)有的有機(jī)電致變色材料中，黑色的電致變色材料報(bào)道的比較少，其原因在于黑色電致變色材料要求聚合物必須實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)可見光區(qū)的全吸收(400nm-800nm)，這對(duì)材料的設(shè)計(jì)和合成有非常高的要求。2008年，J.R.Reynolds等人(nature materials,2008,7,795-799)通過(guò)調(diào)節(jié)給體-受體結(jié)構(gòu)的方法，合成了第一個(gè)黑色的電致變色材料，但是的過(guò)程較為繁瑣且不易控制。2011年，J.R.Reynolds等人(Adv.Mater.2010,22,4949-4953)又通過(guò)化學(xué)聚合調(diào)節(jié)聚合物主鏈中給體和受體的相對(duì)含量，制備了一種黑色顯示的聚合物電致變色材料，所制備的薄膜具有良好的電致變色性能，但是化學(xué)聚合之后噴涂的薄膜表面不均勻。

基于現(xiàn)有的技術(shù)背景，開發(fā)一種簡(jiǎn)單可控的方法制備出高性能的黑色顯示的聚合物電致變色材料是十分有必要的。

(三)發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的第一個(gè)目的是提供一種黑色顯示的共聚物薄膜，該薄膜作為電致變色材料可實(shí)現(xiàn)顏色從黑色到透明的可逆轉(zhuǎn)變，并且具有高的光學(xué)對(duì)比度，快的響應(yīng)時(shí)間以及良好的循環(huán)穩(wěn)定性；本發(fā)明的第二個(gè)目的是提供制備該共聚物薄膜的簡(jiǎn)單可控的方法及實(shí)驗(yàn)參數(shù)；本發(fā)明的第三個(gè)目的是將所制備的聚合物薄膜作為電致變色活性材料應(yīng)用于電致變色器件中如在光學(xué)顯示器、傳感器和護(hù)目鏡中。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了如下的技術(shù)方案：

一種電化學(xué)共聚物薄膜，所述電化學(xué)共聚物薄膜由以下方法制備：

首先，在以ITO玻璃為工作電極，以鉑絲為對(duì)電極，以Ag/AgCl電極為參比電極的三電極體系中，使用分別顯示綠、藍(lán)的兩種聚合前體采用常用的支持電解質(zhì)和電解溶劑配成兩種單體溶液，分別命名為單體溶液(Ⅰ)，單體溶液(Ⅱ)，配制1mg/mL的單體溶液(Ⅰ)和單體溶液(Ⅱ)；其次，從單體溶液(Ⅰ)和單體溶液(Ⅱ)中取適量溶液配成綠色單體和藍(lán)色單體作為設(shè)定質(zhì)量比的前體溶液；最后，在前體溶液中，利用循環(huán)伏安聚合法，在ITO上電沉積一層共聚物薄膜。

一種電化學(xué)共聚物薄膜的制備方法，所述的制備方法按如下的步驟進(jìn)行：首先，在以ITO玻璃為工作電極，以鉑絲為對(duì)電極，以Ag/AgCl電極為參比電極的三電極體系中，使用分別顯示綠、藍(lán)的兩種聚合前體采用常用的支持電解質(zhì)和電解溶劑配成兩種單體溶液，分別命名為單體溶液(Ⅰ)，單體溶液(Ⅱ)，配制1mg/mL的單體溶液(Ⅰ)和單體溶液(Ⅱ)；其次，從單體溶液(Ⅰ)和單體溶液(Ⅱ)中取適量溶液配成綠色單體和藍(lán)色單體作為設(shè)定質(zhì)量比的前體溶液；最后，在前體溶液中，利用循環(huán)伏安聚合法，在ITO上電沉積一層共聚物薄膜。