[发明专利]一种双稳态电致荧光变色聚合物材料及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种双稳态电致荧光变色聚合物材料及其制备方法和应用，所述双稳态电致荧光变色聚合物材料具有式I所示的结构，该材料由具有式II所示结构的单体聚合得到，制备方法采用电化学法直接在导电基底表面原位聚合成膜，即为电致荧光变色聚合物材料。制备方法简单高效，获得的聚合物膜具有优秀的电致荧光变色性能，荧光可逆性好、对比度高、响应时间短、性能稳定，可用于光学显示、智能变色窗和伪装材料等领域。此外，该聚合物膜还具有双稳态的电致荧光变色性能，断电后依然长时间保持显示，是一种高效节能材料，可用于电子标签、广告屏等长效显示装置。

技术领域

本发明属于光电材料的技术领域，具体涉及一种双稳态电致荧光变色聚合物材料及其制备方法和应用。

背景技术

电致荧光变色是指在外加电压作用下材料的发光强度或颜色发生可逆变化的现象，具体表现为荧光的开/关或颜色的切换过程。电致荧光变色材料由于其在柔性显示、智能窗、数据储存等方面的应用前景而受到广泛关注。目前很多课题组已研发出开/关可逆响应的电致荧光变色材料，大部分材料在施加电压的条件下颜色转变，当外加电压撤销后，颜色又很快自发恢复到原始的中性态，要实现持久显示则需持续供电。而双稳态电致荧光变色材料在断电的情况下依然能保持长时间显示，能耗低，寿命长，其设计与合成仍是一个难点。

此外，现有的共轭聚合物类电致荧光变色材料均是通过化学聚合法制备，由于产物的发光亮度受催化剂杂质的影响较大，材料需经过多次提纯获得，再经过溶解、旋涂、退火等过程获得涂覆于导电基底表面的电致荧光变色膜，制备过程复杂，产物提纯困难，发光亮度较低，这是制备电致荧光变色材料的另一个难点。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种双稳态电致荧光变色聚合物材料及其制备方法和应用，本发明提供的电致荧光变色材料具有制备简单、荧光可逆、性质稳定、能耗低的特点，可应用于光学显示、智能变色窗、伪装材料、电子标签及广告屏等领域。

为达到上述技术目的，本发明具体通过以下技术方案实现：

本发明提供了一种双稳态电致荧光变色聚合物材料，具有式I所示结构：

其中，R为氢或甲氧基。

在本发明的另一方面，提供了上述双稳态电致荧光变色聚合物材料的制备方法，包括以下步骤：

步骤1、咔唑衍生物前体的合成

其合成路线如下：

将对羟基苯乙腈溶于干燥的N,N-二甲基甲酰胺，再依次加入碳酸钾和碘化钾，搅拌一段时间后，缓慢滴加溶于干燥的N,N-二甲基甲酰胺的9-(6-溴己基)咔唑溶液，80～120℃下加热搅拌反应，采用硅胶层析板(TLC)监测反应进程，待反应结束后冷却并用蒸馏水猝灭反应，用二氯甲烷萃取得到有机相，有机相经浓缩后，用乙醇重结晶得到白色固体产物，即咔唑衍生物前体。

步骤2、聚合物单体II的合成

其合成路线如下：

将咔唑衍生物前体溶于无水乙醇和有机溶剂A的混合溶液中，再依次加入对苯二甲醛或2,5-二甲氧基苯-1,4-二甲醛，及甲醇钠，在40℃下加热搅拌反应，采用硅胶层析板(TLC)监测反应进程，反应结束后，将反应液通过减压蒸馏去除其中的部分有机溶剂A，待反应液中析出大量粉末后，经过滤及无水乙醇的淋洗得到固体粗产物，粗产物进一步重结晶得到黄绿色或橙红色固体，即单体II。

所述的有机溶剂A选自二氯甲烷、三氯甲烷、1,1-二氯乙烷或乙醚中之一种或多种混合液。

所述的无水乙醇是经过干燥后的试剂，无水乙醇与有机溶剂A的体积比为1:0.1～1。