[發(fā)明專利]由中性態(tài)紫色到氧化態(tài)高透射率的可溶性電致變色聚合物

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110684756.2
• 申請日: 2021-06-21
• 公開（公告）號: CN113444230B
• 公開（公告）日: 2022-05-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 歐陽密;戴大程;張誠
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江工業(yè)大學
• 主分類號: C08G61/12
• 分類號: C08G61/12;G02F1/1516
• 代理公司: 杭州天正專利事務(wù)所有限公司 33201
• 代理人: 黃美娟

本發(fā)明公開一種由中性態(tài)紫色到氧化態(tài)高透射率的可溶性電致變色聚合物及其制備方法，本發(fā)明調(diào)節(jié)烷烴側(cè)鏈的不同長度，再將修飾后的3,4?乙撐二氧噻吩衍生物單體與其自己的雙溴代單體通過直接芳基化偶聯(lián)縮聚反應(yīng)共聚，通過調(diào)節(jié)π共軛程度和聚合物的能帶結(jié)構(gòu)，進而調(diào)控聚合物的變色顏色，實現(xiàn)從紫色到透的轉(zhuǎn)變。側(cè)鏈的引入實現(xiàn)了聚合物的可溶解性。本發(fā)明提供的聚合物有電致變色應(yīng)用潛力和溶液加工特點，材料具有高離子導(dǎo)電性，在施加電壓后大量電解質(zhì)離子迅速擴散入聚合物材料中以平衡電荷，加快材料的變色速度，使其響應(yīng)速率提高、對比度提高。

(一)技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及高分子材料領(lǐng)域，尤其涉及一種由中性態(tài)紫色到氧化態(tài)高透射率的可溶性電致變色聚合物及其制備方法。

(二)背景技術(shù)

1961年P(guān)latt首次提出電致變色的定義，電致變色是指材料在外加電壓的作用下，由于電荷的注入和脫出，發(fā)生氧化還原反應(yīng)，同時伴隨著電解質(zhì)離子的摻雜和脫摻雜，其在可見光-近紅外區(qū)域的光學吸收發(fā)生變化，宏觀上表現(xiàn)為顏色及透射率的可逆變化。

早期的電致變色材料主要以無機電致變色材料為主，但有機電致變色材料以其結(jié)構(gòu)種類豐富、電致變色綜合性能優(yōu)異以及加工性能好等優(yōu)點后來居上，其在智能窗、顯示器、電子紙、汽車后視鏡、軍事偽裝以及記憶存儲等諸多領(lǐng)域顯示了巨大的應(yīng)用價值。目前關(guān)于聚合物材料的研究重點在于材料顏色調(diào)控這方面，但同一種ECP材料難以實現(xiàn)各種顏色的變色，成為限制其推廣應(yīng)用的瓶頸。設(shè)計合成各種關(guān)鍵顏色到透明色轉(zhuǎn)變的電致變色聚合物，實現(xiàn)對各種顏色的調(diào)控，對推動ECP材料及器件在顯示領(lǐng)域的發(fā)展及應(yīng)用至關(guān)重要。

因此，尋求一類可溶性的有機電致變色材料，并能實現(xiàn)材料之間組合達到顏色調(diào)控具有極其重要的意義。可溶性將真正實現(xiàn)大規(guī)模低成本商業(yè)化制備生產(chǎn)，開發(fā)此類有機電致變色材料成為亟需解決的問題。

因此，現(xiàn)有技術(shù)還有待于改進和發(fā)展。

(三)發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種由中性態(tài)紫色到氧化態(tài)高透射率的可溶性電致變色聚合物及其制備方法，旨在解決由于現(xiàn)有電致變色材料顏色種類少，加工性差的缺點，利于電致變色材料在日后應(yīng)用時能實現(xiàn)多種顏色調(diào)控。

為了實現(xiàn)上述目的,本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

本發(fā)明提供一種由中性態(tài)紫色到氧化態(tài)高透射率的可溶性電致變色聚合物，所述由中性態(tài)紫色到氧化態(tài)高透射率的可溶性電致變色聚合物的分子結(jié)構(gòu)通式如式(I)所示：

其中，n為2-2000，R₁為取代或未取代的C4-C16烷基中的一種,優(yōu)選 C8烷基,特別優(yōu)選為

本發(fā)明還提供一種上述由中性態(tài)紫色到氧化態(tài)高透射率的可溶性電致變色聚合物的制備方法，所述制備方法包括以下步驟：

(1)將3,4-二甲氧基噻吩、二溴新戊二醇、對甲苯磺酸和甲苯混合攪拌，在110℃～120℃反應(yīng)18h～24h(優(yōu)選110℃反應(yīng)16小時)，所得反應(yīng)液A經(jīng)后處理A,得到式(II)化合物3,4-乙撐二氧噻吩衍生物EDOT-2CH₃Br；所述3,4-二甲氧基噻吩與二溴新戊二醇的物質(zhì)的量之比為1:2～1:3(優(yōu)選為1:2)；所述3,4-二甲氧基噻吩與對甲苯磺酸的物質(zhì)的量之比為3:1～10:1(優(yōu)選為10:1)

(2)將5-羥基間苯二甲酸、HO-R₁、濃硫酸(質(zhì)量分數(shù)為98％) 與甲苯混合攪拌，在110℃～120℃下反應(yīng)18h～24h(優(yōu)選110℃加熱回流反應(yīng)16小時)，所得反應(yīng)液B經(jīng)后處理B,得式(III)化合物；所述5-羥基間苯二甲酸與HO-R₁的物質(zhì)的量之比為1:3～4(優(yōu)選 1:4)；所述濃硫酸的體積以5-羥基間苯二甲酸的質(zhì)量計為0.5～1mL/g；