兼具电致变色与热致变色性能的聚合物及其制备方法与应用技术

本发明专利技术公开一种兼具电致变色与热致变色性能的聚合物及其制备方法与应用，聚合物的结构式为：其中，A选自芳基或取代芳基，R1、R2各自独立地为烷基或芳基，R3、R4、R5和R6各自独立地选自H、烷基、芳基、取代芳基、卤素、硝基、氰基、酯基、醛基中的一种，m，n为1至20范围内的整数。所述聚合物兼具电致变色与热致变色性能，可应用于智能窗领域。可应用于智能窗领域。可应用于智能窗领域。

【技术实现步骤摘要】
兼具电致变色与热致变色性能的聚合物及其制备方法与应用


[0001]本专利技术涉及变色材料领域，尤其涉及一种兼具电致变色与热致变色性能的聚合物及其制备方法与应用。

技术介绍

[0002]电致变色材料是指一种在外电压驱动下，其光学性能发生可逆和持久稳固的变化，外观上表现为颜色变化的材料。电致变色材料因为能主动响应外加电场而产生稳定、可逆的光学变化，应用在建筑及汽车窗玻璃，可起到灵敏调控内部温度及光强的作用，兼具节能及舒适度的特点而受到学术界和产业界的关注。
[0003]热致变色材料是指一些化合物或混合物在受热或冷却时可见吸收光谱发生变化的功能材料，它具有颜色随温度改变而变化的特性，发生颜色变化的温度称为变色温度。这种材料是一种热记忆热致变色功能材料，广泛应用于工业、纺织、军事、印刷、医疗保健、诊断、建筑、防伪标记、日用装饰、航空航天等各个领域。
[0004]目前，兼具电致变色与热致变色性能的材料鲜有报道，兼具电致变色与热致变色的多功能器件将具有更广阔的应用前景。
[0005]因此，现有技术还有待于改进和发展。

技术实现思路

[0006]鉴于上述现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种兼具电致变色与热致变色性能的聚合物及其制备方法与应用，旨在解决现有技术中没有兼具电致变色与热致变色性能的材料的问题。
[0007]本专利技术的技术方案如下：
[0008]本专利技术的第一方面，提供一种兼具电致变色与热致变色性能的聚合物，其中，所述聚合物的结构式为：
[0009][0010]其中，A选自芳基或取代芳基，R1、R2各自独立地为烷基或芳基，R3、R4、R5和R6各自独立地选自H、烷基、芳基、取代芳基、卤素、硝基、氰基、酯基、醛基中的一种，m，n为1至20范围
内的整数。
[0011]可选地，所述A选自以下结构中的一种：
[0012][0013][0014]其中，x和y为正整数，R选自H、烷基、氧取代烷基、芳基、取代芳基、杂环基、取代杂环基中的一种，其中表示连接位点。
[0015]可选地，所述杂环基选自呋喃，噻吩，三氮唑，咪唑、吡咯、噻唑、吡唑、吡啶、嘧啶中的一种。
[0016]可选地，所述兼具电致变色与热致变色性能的聚合物具有以下结构中的一种：
[0017][0018][0019][0020]本专利技术的第二方面，提供一种兼具电致变色与热致变色性能的聚合物的制备方法，其中，包括步骤：
[0021]将取代的邻苯二甲酸酐与3
‑
(N
‑
R1，N
‑
R2取代氨)
‑1‑
苯酚溶于第一有机溶剂中反应后，得到2
‑
(4
′‑
(N
‑
R1，N
‑
R2取代氨)
‑2′‑
羟基苯甲酰基)取代苯甲酸；
[0022]将2
‑
(4
′‑
(N
‑
R1，N
‑
R2取代氨)
‑2′‑
羟基苯甲酰基)取代苯甲酸、间溴苯酚、硫酸混合后进行反应，得到中间体化合物；
[0023]将中间体化合物与3
‑
羟基苯硼酸溶于第二有机溶剂中发生Suzuki偶联反应得到含有羟基的罗丹明结构衍生物；
[0024]将罗丹明结构衍生物与2
‑
溴甲基
‑
3，4
‑
乙烯二氧噻吩溶于第三有机溶剂中，反应后得到含有罗丹明结构单元侧链的3，4
‑
乙烯二氧噻吩衍生物；
[0025]将含有罗丹明结构单元侧链的3，4
‑
乙烯二氧噻吩衍生物与三烷基氯化锡溶于第四有机溶剂中进行反应，得到锡试剂；
[0026]将锡试剂与二溴芳基衍生物单体溶于第五有机溶剂中发生stille偶联反应，得到含有3，4
‑
乙烯二氧噻吩单元和罗丹明结构单元的兼具电致变色与热致变色性能的聚合物；
[0027]其中，R1、R2各自独立地为烷基或芳基。
[0028]可选地，所述取代的邻苯二甲酸酐的取代基选自H、烷基、芳基、取代芳基、卤素、硝基、氰基、酯基、醛基中的一种或多种。
[0029]可选地，所述第一机溶剂选自甲苯、二甲苯、氯苯，四氢呋喃，N,N
‑
二甲基甲酰胺中的一种或多种，和/或，所述第二有机溶剂选自甲苯、二甲苯、氯苯中的一种或多种，和/或，所述第三有机溶剂选自N,N
‑
二甲基甲酰胺、N,N
‑
二甲基乙酰胺中的一种或两种，和/或，所述第四有机溶剂选自四氢呋喃、乙醚中的一种或两种，和/或，所述第五有机溶剂选自甲苯、二甲苯、氯苯中的一种或多种。
[0030]可选地，所述三烷基氯化锡选自三丁基氯化锡、三乙基氯化锡中的一种。
[0031]可选地，所述将中间体化合物与3
‑
羟基苯硼酸溶于第二有机溶剂中发生Suzuki偶联反应得到含有羟基的罗丹明结构衍生物的步骤具体包括：
[0032]将中间体化合物与3
‑
羟基苯硼酸溶解在甲苯中，加入碳酸钾水溶液和Pd(PPh3)4，在氮气环境下加热回流搅拌，反应后得到含有羟基的罗丹明结构衍生物。
[0033]本专利技术的第三方面，提供一种本专利技术所述的兼具电致变色与热致变色性能的聚合物在智能窗领域中的应用，或提供一种本专利技术所述的制备方法制备得到的兼具电致变色与热致变色性能的聚合物在智能窗领域中的应用。
[0034]有益效果：本专利技术提供了兼具电致变色与热致变色性能的聚合物，将罗丹明结构单元引入到3，4
‑
乙烯二氧噻吩(EDOT)中，进一步与芳基或取代芳基结合，来调控聚合物的变色颜色及变色温度，获得含有EDOT、罗丹明结构单元和芳基或取代芳基结构单元的聚合物，在外电压信号作用下，该聚合中的EDOT单元发生可逆的氧化还原反应，而氧化态和还原态具有不同的颜色，所以该聚合物具有电致变色性能。将该聚合物与双酚A混合时，在低温时，该聚合物中的罗丹明结构单元提供电子给电子受体双酚A，罗丹明结构单元中的内酯环开环变为羧酸分子，中心碳原子由sp3杂化转变为sp2杂化态，使整个分子形成了大π体系，共轭系统延长，产生深色位移，使其吸收峰移入可见区而显示颜色。高温时，该聚合物中的罗丹明结构单元形成内酯环，吸收峰处于紫外区域而显示为无色，因此，该聚合物也具有热致变色性能。
附图说明
[0035]图1为本专利技术实施例中兼具电致变色与热致变色性能的聚合物的合成反应结构式。
具体实施方式
[0036]本专利技术提供一种兼具电致变色与热致变色性能的聚合物，为使本专利技术的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本专利技术进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0037]本专利技术实施例提供一种兼具电致变色与热致变色性能的聚合物，其中本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种兼具电致变色与热致变色性能的聚合物，其特征在于，所述聚合物的结构式为：其中，A选自芳基或取代芳基，R1、R2各自独立地为烷基或芳基，R3、R4、R5和R6各自独立地选自H、烷基、芳基、取代芳基、卤素、硝基、氰基、酯基、醛基中的一种，m，n为1至20范围内的整数。2.根据权利要求1所述的兼具电致变色与热致变色性能的聚合物，其特征在于，所述A选自以下结构中的一种：
其中，x和y为正整数，R选自H、烷基、氧取代烷基、芳基、取代芳基、杂环基、取代杂环基中的一种，其中表示连接位点。3.根据权利要求2所述的兼具电致变色与热致变色性能的聚合物，其特征在于，所述杂环基选自呋喃，噻吩，三氮唑，咪唑、吡咯、噻唑、吡唑、吡啶、嘧啶中的一种。4.根据权利要求1所述的兼具电致变色与热致变色性能的聚合物，其特征在于，所述兼具电致变色与热致变色性能的聚合物具有以下结构中的一种：
5.一种兼具电致变色与热致变色性能的聚合物的制备方法，其特征在于，包括步骤：将取代的邻苯二甲酸酐与3
‑
(N
‑
R1，N
‑
R2取代氨)
‑1‑
苯酚溶于第一有机溶剂中反应后，得到2
‑
(4
′‑
(N
‑
R1，N
‑
R2取代氨)
‑2′‑
羟基苯甲酰基)取代苯甲酸；将2
‑
(4
′‑
(N
‑
R1，N
‑
R2取代氨)
‑2′‑
羟基苯甲酰基)取代苯甲酸、间溴苯酚、硫酸混合后进行反应，得到中间体化合物；将中间体化合物与3
‑
羟基苯硼酸溶于第二有机溶剂中发生Suzuki偶联反应得到含有羟基的罗丹明结构衍生物；将罗丹明结构衍生物与2
‑
溴甲基
‑
3，4
‑
乙烯二氧噻吩溶于第三有机溶剂中，反应后得到含有罗丹明结构单元侧链的3，4
‑
乙...

【专利技术属性】
技术研发人员：孟鸿，贺耀武，
申请(专利权)人：北京大学深圳研究生院，
类型：发明
国别省市：