[发明专利]含引达省并二噻吩结构的电致变色聚合物及制备方法、聚合物薄膜与应用

说明书

本发明公开一种含引达省并二噻吩结构的电致变色聚合物及制备方法、聚合物薄膜与应用，该电致变色聚合物为可溶性聚合物，可溶于氯仿、四氢呋喃、甲苯等有机溶剂，将所述电致变色聚合物溶解在有机溶剂中并喷涂在导电材料表面而形成可实现颜色从紫色到透明可逆变化聚合物薄膜；该聚合物薄膜可在较低的驱动电压下实现颜色的可逆变化，并表现出快速的响应速率，合理的光学对比度和良好的电化学稳定性，在电致变色领域有潜在的应用价值，可用于电致变色器件中；同时，本发明提供的制备方法适应于大规模生产，能够制备得到性能优异的可溶性的电致变色聚合物。

技术领域

本发明涉及电致变色材料的合成及成膜技术领域，尤其是一种含引达省并二噻吩结构的电致变色聚合物及制备方法、聚合物薄膜与应用。

背景技术

电致变色是指材料的光学特性(反射率、透过率、吸收率等)等在外加电场的作用下发生可逆、稳定变化的现象，在外观上表现出颜色或透明度等变化。电致变色材料具有良好的离子和电子导电性，较高的对比度、变色效率和循环周期等特性，在智能窗、汽车后视镜、电致变色显示、自适应伪装等领域有广阔的应用前景。

电致变色材料主要包含无机过渡金属氧化物、导电聚合物、有机小分子等，其中无机过渡金属氧化物以WO₃、NiO、V₂O₅等为代表，有机小分子则以紫精等为代表，导电聚合物包括聚噻吩、聚三苯胺、聚苯胺、聚吡咯等。导电高分子变色原因是基于氧化还原反应，这类材料具有颜色丰富、分子易设计、变色速率快、稳定性好的优点。

导电聚合物的制备主要有电聚合、化学氧化聚合和偶联聚合三种方法，电聚合是利用外加电位氧化单体形成自由基，在电极表面直接沉积薄膜。化学氧化聚合是利用氧化剂对单体进行作用形成自由基实现聚合物的制备，形成薄膜需进一步的涂覆。偶联聚合是利用取代反应实现单体间的交联聚合。

由于有色变透明在显示、智能窗等领域的巨大前景，有色变透明材料成为研究者的重点课题。而目前对有色变透明材料的研制有限，还需要进一步拓展其他的有色变透明材料。目前的电致变色材料制备的聚合物薄膜通常不能在较低的驱动电压下实现颜色的可逆变化，且聚合物薄膜的响应速率、光学对比度和电化学稳定性等性能较差；目前的电致变色材料溶解性差，甚至不能用来制备聚合物薄膜。

发明内容

本发明提供一种含引达省并二噻吩结构的电致变色聚合物及制备方法、聚合物薄膜与应用，用于克服现有技术的不足，该电致变色聚合物为紫色-透明可溶性电致变色聚合物，将该电致变色聚合物溶于有机溶剂中并喷涂在导电材料表面而形成的薄膜在较低的驱动电压下可实现从紫色到透明的可逆变化，该薄膜还表现出快速的响应速率、较高的光学对比度、良好的电化学稳定性。

为实现上述目的，本发明提出一种含引达省并二噻吩结构的电致变色聚合物，所述电致变色聚合物的结构式如下：

其中，R₁表示C₆-C₁₀的烷基；n表示聚合度，为自然数，在8～100之间。

为实现上述目的，本发明还提出一种含引达省并二噻吩结构的电致变色聚合物制备方法，包括以下步骤：

S1：通过偶联反应，制备4,7-二(4-己基噻吩基)-2,1,3-苯并噻二唑单体；

S2：通过溴化反应，制备4,7-二(4-己基-5-溴-噻吩基)-2,1,3-苯并噻二唑单体；

S3：通过Stille偶联聚合，制备所述含引达省并二噻吩结构的电致变色聚合物。

为实现上述目的，本发明还提出一种聚合物薄膜，所述聚合物薄膜由上述所述的含引达省并二噻吩结构的电致变色聚合物或上述所述的制备方法制备得到的含引达省并二噻吩结构的电致变色聚合物喷涂得到；所述聚合物薄膜的膜厚为100～800nm。