[发明专利]一种PTBTPA/PEDOT聚合物叠层复合薄膜及其制备与应用

说明书

本发明公开了一种PTBTPA/PEDOT聚合物叠层复合薄膜及其制备与在电致变色材料中的应用。本发明通过叠层复合的方法，制备出颜色更丰富的电致变色聚合物薄膜。本发明成本低，操作简单，且制备过程无污染。

技术领域

本发明涉及一种多色显示电致变色聚合物叠层复合薄膜(PTBTPA/PEDOT)及其制备方法与应用。

背景技术

聚合物电致变色(PEC)材料具有结构可修饰、能带可调、变色范围广、光学对比度高、加工性能好以及响应速度快等优点，在智能调光玻璃、平面显示器件、汽车自动防眩目后视镜等领域具有潜在的应用前景，被认为是下一代显示材料的发展方向之一。但PEC材料要在显示领域实现商业化应用，多色乃至全色显示性能是最亟待解决的难题之一。目前实现PEC材料多色显示性能的途径有两条：一是分子结构修饰调控，如给体-受体结构调控、多种单体共聚等。这种方式虽可实现多达5-6种颜色的显示，但难以覆盖全色范围；二是设计每层显示不同颜色的多层结构EC器件，但这无疑会增加制造工艺的复杂性，提高生产成本。

发明内容

本发明的目的在于提供一种多色显示电致变色聚合物叠层复合薄膜(PTBTPA/PEDOT)及其制备方法与应用。

本发明为解决技术问题采用如下技术方案：

一种多色显示电致变色聚合物叠层复合薄膜(PTBTPA/PEDOT)具体按如下方法进行制备：

(1)在三电极电解池体系中，以4,4’,4”-三[4-(2-联噻吩基)苯基]胺(TBTPA)为单体，以4,4’,4”-三[4-(2-联噻吩基)苯基]胺为单体A，以1-丁基-3-甲基四氟硼酸盐为支持电解质A，以二氯甲烷和乙腈的混合溶液为电解溶剂A，所述的单体A、支持电解质A及电解溶剂A构成电解液A，以金电极、铂电极、氧化铟锡导电玻璃(ITO)电极或氟掺杂氧化锡导电玻璃(FTO)电极为工作电极，以金电极或铂电极为辅助电极，以银/氯化银电极为参比电极，在室温下采用恒电位法，在1.0～1.3V电压条件下，进行电化学聚合反应，当聚合电量达到0.02C～0.08C时，聚合结束，然后在-0.4～-0.8V负电压下进行脱掺杂，得到沉积在工作电极上的PTBTPA聚合物薄膜，然后淋洗、烘干；所述的单体A的初始终浓度为0.5～1mmol/L；所述的支持电解质A的初始终浓度为0.06-0.15mol/L；

(2)以3,4-乙烯二氧噻吩为单体B，1-丁基-3-甲基双(三氟甲磺酰)亚胺盐为支持电解质B，以二氯甲烷为电解溶剂B，所述的单体B、支持电解质B及电解溶剂B构成电解液B，以步骤(1)所得覆盖有PTBTPA薄膜的电极为工作电极，以金电极或铂电极为辅助电极，以银/氯化银电极为参比电极，在室温下采用恒电位法，在1.2～1.6V电压条件下进行电化学聚合反应，当聚合电量达到0.03C～0.08C时，聚合结束，然后在-0.6～-1.0V负电压下进行脱掺杂，得到沉积在工作电极上的聚合物薄膜，经淋洗、烘干，得到PTBTPA/PEDOT叠层复合聚合物薄膜；所述的单体B的初始终浓度为2～7mmol/L，所述的电解质B的初始终浓度为0.06-0.15mol/L。

进一步，步骤(1)中，优选的，本发明中所述的4,4’,4”-三[4-(2-联噻吩基)苯基]胺(TBTPA)单体的初始终浓度为0.75mmol/L；所述的支持电解质A 1-丁基-3-甲基四氟硼酸盐([BMIM]BF₄)的初始终浓度为0.1mol/L；所述的二氯甲烷和乙腈溶剂规格为色谱纯。

进一步，步骤(1)中，所述的工作电极优选为氧化铟锡导电玻璃电极；所述的辅助电极优选为铂电极；所述的参比电极优选为双液接型银/氯化银电极；所述的双液接型银/氯化银电极以3moL/L的氯化钾水溶液为第一液接，以本发明所述的电解液A为第二液接。

进一步，步骤(1)中，所述的恒电位聚合法为：在1.2V电压条件下，进行电化学聚合反应，当聚合电量为0.04C，聚合结束，在-0.6V负电位下脱掺杂50～70s，得到沉积在工作电极上的PTBTPA聚合物薄膜。