[发明专利]一种聚合物电致变色织物及其制备方法

权利要求书

1.一种电致变色器件，是实施电致变色织物的基本单元，为“三明治”层状结构，其特征在于包括直流电源、阴阳电极、电解质溶液、电致变色材料等的三明治式电致变色器件，其中，阳电极是聚苯胺膜，阴电极是导电聚苯胺织物，电解质溶液为PVA-NH₄H₂PO₄复合电解质，电致变色材料为掺杂导电聚苯胺，位于最外面两层是透明导电层，两个次外层分别是电致变色层和对电极层，中间层是电解质层即离子导电层；当在两极之间加正向电压时，阴离子进入导电聚合物层(p-掺杂)；反之，加反向电压时，掺杂的阴离子则离开导电聚合物层；随着掺杂和脱掺杂反应的进行，可观察到导电聚合物膜的颜色变化。

2.一种电致变色织物的制备方法，其特征在于步骤如下：

1)将1～20mL的0.1～1mol/L的苯胺、同苯胺等量的苯胺衍生物溶解在1～10mL的0.1～1mol/L的掺杂剂溶液中，得到溶液A；

2)将一定量(8～52g)的纤维放入4～20mL0.1～1mol/L掺杂剂，再往溶液中加入4～15mL环己烷，在超声波中振荡12h～48h，得到溶液B；

3)将B浸泡在A溶液中，放入反应池中，超声分散1h～4h；

4)将电极经过抛光处理及化学处理，再在10～100mL0.5～1mol/L的稀酸溶液中、在-0.10～0.95V的电位范围内进行循环伏安扫描，直至得到稳定的循环伏安图，然后将极化的电极插入反应池中10～30min，取出电极用无水环己烷浸泡，依次用盐酸、丙酮、水冲洗干净，用N₂吹干，经40℃～60℃下干燥1～3h，得到聚苯胺阳极；

5)在0℃～4℃条件下往反应池中缓慢滴加4～20mL0.1～1mol/L氧化剂，反应3～24h，使苯胺单体在纤维表面缓慢且均匀的生长成膜，得到聚苯胺导电织物；

6)将5～10g聚乙二醇(PVA)溶液加入到10～50g的NH₄H₂PO₄中，得到PVA-NH₄H₂PO₄复合聚合物电解质，涂在干燥后的电极上，自然放置1～3h后，然后把聚合物电解质、电极浸入反应池中，用10～50g环氧树脂密封反应池，装入直流电源，即得到电致变色器件，此织物具有电致变色性能。

3.如权利要求2所述的一种电致变色织物的制备方法，其特征在于氧化剂是(NH₄)₂S₂O₈、K₂S₂O₈、K₂Cr₂O₇、H₂O₂、(NH₄)₂CrO₇等中的至少一种。

4.如权利要求2所述的一种电致变色织物的制备方法，其特征在于掺杂剂是H₂SO₄、HCl、H₃PO₄、HBF₄、HBr、对甲苯磺酸、聚氯乙烯磺酸、十二烷基苯磺酸(DBSA)、磺基水杨酸、二壬基萘磺酸、丁二酸二辛酯磺酸、樟脑磺酸等中的至少一种。 

5.如权利要求2所述的一种电致变色织物的制备方法，其特征在于苯胺衍生物是邻胺基苯磺酸、邻胺基苯甲酸、N-(4-磺苯基)苯胺、邻甲氧基苯胺等中的至少一种。

6.如权利要求2所述的一种电致变色织物的制备方法，其特征在于稀酸溶液是H₂SO₄、HCl、H₃PO₄、HBr等中的至少一种。