[发明专利]基于组合策略的电致变色聚合物材料及制备电致变色器件

说明书

本发明公开了一种基于组合策略的电致变色聚合物材料及制备电致变色器件，基于组合策略的电致变色聚合物材料，由电致变色聚合物和电解质混合而成。基于组合策略的电致变色聚合物材料制备电致变色器件，电致变色器件的结构由第一电极、电致变色媒介、离子交换膜、辅助媒介、第二电极构成。本发明既提高了其作为电致变色器件的着色效率以及着色对比度，又加快了电致变色器件的响应速度，同时也能延长其双稳态显示的时间，使得基于组合策略的电致变色聚合物材料具备颜色可调性和优异的循环可逆性的优点。

技术领域

本发明属于材料技术领域，特别是涉及一种基于组合策略的电致变色聚合物材料及制备电致变色器件。

背景技术

一些有机分子或者基团在氧化前的酸性较弱，而在氧化后酸性显著增强。

基于组合策略，将电致酸分子与酸响应分子结合并将其接枝到聚合物骨架上，可以用于制备新型的电致变色材料，利用电控制电致酸分子的酸性，而不同的酸性会刺激酸响应分子产生颜色变化，产生电致变色的现象，然而之前报道的电致酸的体系是有机小分子的行为，电致酸分子与酸响应分子是同一个或者两个不同的分子，在电致酸被氧化时，质子的转移是由电致酸分子传递到酸响应分子，或者由有机小分子上的电致酸基团传递到酸响应基团，而在氧化态的电致酸被还原时，质子又由酸响应分子回到电致酸分子上，或者由有机小分子上的酸响应基团转移到电致酸基团。质子被酸响应分子或基团接受和给出会造成其颜色的变化。

有机小分子的电致酸分子与酸响应分子分子间的作用或者电致酸基团与酸响应基团的分子内作用会导致一些问题：

1、由于有机小分子无法独自成膜并且溶解度有限，电致变色器件中有机小分子起着色效果的基元比较少，导致电致变色的着色对比度比较低。

2、由于有机小分子在器件中的扩散作用明显，电刺激使有机小分子着色后，有机小分子会发生扩散远离电极，导致器件颜色衰减，使得着色的双稳态的效果变差。施加反电压时，由于着色分子或者电致酸分子扩散远离电极，导致器件褪色较慢。

3、由于电致酸分子与酸响应分子距离较远，使质子的传递距离较长，或者同时包含电致酸基团和酸响应基团的有机小分子离电极较远，使电致变色器件具有较慢的响应速度。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于组合策略的电致变色聚合物材料，解决了现有技术中基于电致酸设计的电致变色材料着色对比度低，双稳态性能差的问题。

本发明的另一目的在于提供一种基于组合策略的电致变色聚合物材料制备电致变色器件，解决了现有技术中基于电致酸设计的电致变色材料制备得到的电致变色器件响应速度慢并且褪色时间长的问题。

本发明所采用的技术方案是，基于组合策略的电致变色聚合物材料，由电致变色聚合物和电解质混合而成，电致变色聚合物和电解质物质的量比为0.01-10，电致变色聚合物结构为式I-式Ⅷ中的任意一种，式I-式Ⅷ的结构如下所示：

式I、式Ⅳ、式Ⅵ与式Ⅷ中的Y是O原子、S原子、Si(CH₃)₂；

式Ⅲ、式Ⅳ、式Ⅴ与式Ⅷ的X是选自C₁-C₂₄间的烷基、C₁-C₂₄的取代烷基、C₁-C₂₄间的酰基、O原子、C₁-C₂₄间的烷氧基、氨基、C₁-C₂₄间的烷氨基、C₆-C₂₄的芳基中的任意一种；