[發(fā)明專利]噻吩-3,4-乙撐二氧噻吩衍生物聚合物及其制備方法與應用

有效

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• 申請日: 2021-06-21
• 公開（公告）號: CN113354798B
• 公開（公告）日: 2022-05-24
• 發(fā)明（設計）人: 歐陽密;戴大程;張誠
• 申請（專利權）人: 浙江工業(yè)大學
• 主分類號: C08G61/12
• 分類號: C08G61/12;C09K9/02
• 代理公司: 杭州天正專利事務所有限公司 33201
• 代理人: 黃美娟

本發(fā)明公開一種式(1)所示基于噻吩?3,4?乙撐二氧噻吩衍生物聚合物的制備方法及其應用，本發(fā)明將修飾后的3,4?乙撐二氧噻吩衍生物單體與修飾的雙溴代單體通過直接芳基化偶聯(lián)縮聚反應共聚，按不同組合順序來調控聚合物的能帶結構，從而調控聚合物的顏色，并調節(jié)材料的分子量、π共軛程度和分子鏈內及鏈間電荷轉移能力。本發(fā)明提供的聚合物有電致變色應用潛力，材料具有高離子導電性，在施加電壓后大量電解質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，使其響應速率提高、對比度提高。

(一)技術領域

本發(fā)明涉及高分子材料領域，尤其涉及一種基于噻吩-3,4-乙撐二氧噻吩衍生物的聚合物及其制備方法與應用。

(二)背景技術

1961年Platt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，同時伴隨著電解質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構種類豐富、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域顯示了巨大的應用價值。目前關于聚合物材料的研究重點在于材料顏色調控這方面，因此許多不同顏色轉變的新型聚合物電致變色材料已經(jīng)得到研發(fā)，然而，他們在實際商業(yè)化應用中受離子擴散速率慢、響應時間久、穩(wěn)定性差等所限制。

因此，發(fā)展離子擴散速率快、響應時間短、長循環(huán)穩(wěn)定性的有機電致變色材料對實現(xiàn)多種材料的商業(yè)化發(fā)展等具有極其重要的意義。開發(fā)高性能的有機電致變色材料成為亟需解決的問題。

因此，現(xiàn)有技術還有待于改進和發(fā)展。

(三)發(fā)明內容

本發(fā)明的目的在于提供一種基于噻吩-3,4-乙撐二氧噻吩衍生物聚合物的及其制備方法及其與應用，所述噻吩-3,4-乙撐二氧噻吩衍生物聚合物的D-A結構按不同組合順序來調控聚合物的能帶結構，從而調控聚合物的顏色，并解決現(xiàn)有的電致變色材料常見的離子擴散速率慢、響應時間長以及循環(huán)穩(wěn)定性差的問題。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術方案如下：

本發(fā)明提供一種噻吩-3,4-乙撐二氧噻吩衍生物聚合物，所述噻吩 -3,4-乙撐二氧噻吩衍生物聚合物結構通式如式(1)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)明還提供一種上述噻吩-3,4-乙撐二氧噻吩衍生物聚合物的制備方法，所述方法為：

在保護氛圍G下(如氮氣、氬氣，優(yōu)選氮氣)，將式(4)化合物、式 (7)化合物、新戊酸、醋酸鈀、碳酸鉀加入N,N-二甲基乙酰胺中，在 130℃～140℃反應36h～48h(優(yōu)選140℃反應48小時)，所得反應液 G經(jīng)后處理G，制得式(1)化合物；所述的式(4)化合物與式(7)化合物的物質的量之比為1:1；所述的式(4)化合物與碳酸鉀的物質的量之比為1：1～3(優(yōu)選1:2)；所述的式(4)化合物與醋酸鈀的物質的量之比為10～50：1(優(yōu)選25:1)；所述的式(4)化合物與新戊酸的物質的量之比為1～10：1(優(yōu)選10:3)；

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

優(yōu)選地，所述的N,N-二甲基乙酰胺以式(4)化合物的質量計為 30～40mL/g。