[發(fā)明專利]一種水醇溶性共軛聚電解質(zhì)電致變色聚合物及其應(yīng)用

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210759669.3
• 申請日: 2022-06-29
• 公開（公告）號: CN115197400A
• 公開（公告）日: 2022-10-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張誠;付海長;劉進;李維軍
• 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;C08G61/02;C08L65/00;C08J5/18;C09K9/02
• 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;黃競云

本發(fā)明公開了一種水醇溶性共軛聚電解質(zhì)電致變色聚合物和電致變色聚合物薄膜，本發(fā)明采用離子化的方法來制備所述的水醇溶性共軛聚電解質(zhì)電致變色聚合物，該類聚合物具有銨鹽側(cè)鏈，可實現(xiàn)水或醇等環(huán)境友好型溶劑加工。本發(fā)明還提供了由所述電致變色聚合物制備得到的電致變色聚合物薄膜，其在低電壓下可實現(xiàn)中性態(tài)著色到氧化態(tài)高透射的穩(wěn)定可逆的轉(zhuǎn)變，在顯示器、智能窗、電子紙等領(lǐng)域具有潛在的應(yīng)用價值。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種水醇溶性共軛聚電解質(zhì)電致變色聚合物及其制備方法和其在制備電致變色聚合物薄膜中的應(yīng)用。

背景技術(shù)

“電致變色”(Electrochromism,EC)是指材料的光學屬性，如透射率、反射率、吸收率等在外加電場作用下發(fā)生穩(wěn)定、可逆變化的現(xiàn)象，宏觀上表現(xiàn)為顏色和透明度的可逆變化。

電致變色材料主要分為無機電致變色材料、有機小分子電致變色材料和聚合物電致變色材料。其中，聚合物電致變色材料(PEC)因其結(jié)構(gòu)易修飾，能帶可控、加工性能好、電致變色綜合性能優(yōu)異等特點，在智能窗、平面顯示、信息標簽等領(lǐng)域具有巨大的應(yīng)用價值，被廣泛地研究。但現(xiàn)有的PEC材料大部分都為有機溶液可溶，對環(huán)境有一定的危害性，不利于實際應(yīng)用。

近年來，水醇溶性聚合物由于其可以采用綠色溶劑(水/醇)加工而備受關(guān)注。研究者通過在聚合物的側(cè)鏈上引入極性基團，使聚合物能夠溶于水/醇性溶劑中。這類聚合物由兩部分組成，分別是憎水性的聚合物主鏈骨架和親水性的側(cè)鏈。目前，水醇溶加工的PEC材料的研究主要集中在磺酸鹽類和羧酸鹽類。但是，還沒有關(guān)于銨鹽類水醇溶加工的PEC材料的報道。而且，銨鹽中的N與ITO中的O會形成氫鍵相互作用力，會降低材料與界面之間的偶極矩，同時聚合物側(cè)鏈含有溴離子，進一步可以降低材料的氧化電壓。因此，開發(fā)銨鹽類水醇溶加工的PEC材料對于研究銨鹽類材料在電致變色中的基本性質(zhì)和應(yīng)用都具有一定的意義。

發(fā)明內(nèi)容

為了進一步提高電致變色聚合物的水醇溶性以及降低其氧化電壓，本發(fā)明提供一種水醇溶性共軛聚電解質(zhì)電致變色聚合物及其制備方法與應(yīng)用。

本發(fā)明的第一個目的是提供一種電致變色聚合物，該材料具有銨鹽側(cè)鏈，在水醇溶劑中具有良好的溶解性。

本發(fā)明的第二個目的是提供電致變色聚合物的制備方法。

本發(fā)明的第三個目的是提供一種電致變色聚合物薄膜。

本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)：

第一方面，本發(fā)明提供了一種式(I)所示電致變色聚合物，

其中，a為0或1；a1為0或1；m為3-14中的整數(shù)；X為具有氧化還原活性基團；

所述的X為下列基團之一：

所述電致變色聚合物的數(shù)均分子量Mn＝2000～200000，分子量的大小受聚合反應(yīng)時間控制，多分散系數(shù)D＝1.0～5.0。

作為優(yōu)選，所述電致變色聚合物的數(shù)均分子量Mn＝10000～50000。

第二方面，本發(fā)明提供了一種式(I)所示的電致變色聚合物的制備方法，所述方法是：式1所示聚合物和烷基溴在有機溶劑中25-80℃(優(yōu)選60℃)反應(yīng)24-168h(優(yōu)選120h)，其間每隔4-10h(優(yōu)選8h)向反應(yīng)中加入良性溶劑(目的：將析出的但未完全反應(yīng)的離子化聚合物溶解，使其離子化完全)，反應(yīng)結(jié)束后，所得混合溶液經(jīng)后處理，得到式(I)所示的電致變色聚合物；所述的烷基溴為溴甲烷或溴乙烷中的一種；所述的有機溶劑為甲苯、三氯甲烷、四氫呋喃、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺中的一種或者兩種以上的混合溶劑；所述的良性溶劑為甲醇、DMSO中的一種或兩種的混合溶劑(優(yōu)選甲醇)；所述的式1所示聚合物和烷基溴的物質(zhì)的量之比為1:10～100(優(yōu)選1:50)；