一种供体-受体型电致变色聚合物及其制备方法和一种聚合物薄膜技术

提供了一种供体

【技术实现步骤摘要】
一种供体
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受体型电致变色聚合物及其制备方法和一种聚合物薄膜


[0001]本专利技术总体地涉及电致变色
，具体地涉及一种供体
‑
受体型电致变色聚合物及其制备方法和一种聚合物薄膜。

技术介绍

[0002]电致变色是一种施加电压时，颜色随电场方向发生可逆变化的现象。自首次报道以来，电化学材料受到了广泛关注，成为引人注目的合成材料。它们已广泛应用于电致变色领域，如有机发光二极管(OLED)、防眩光后视镜、太阳镜、智能电致变色窗等。
[0003]一般，电致变色材料包括过渡金属氧化物、紫精小分子、导电聚合物等，其中导电聚合物因具有结构可设计、颜色变换丰富、对比度高、响应速率快、着色效率高及稳定性好等优点，而成为当前电致变色领域的研究和应用热点。然而，吸收光谱能够覆盖近红外区域的聚合物报道较少，因此，开发具有可见光和近红外双吸收聚合物对电致变色领域有重要的意义。
[0004]随着用于非发射电致变色器件(如智能窗、电子纸)的微调颜色分子系统的发展，仍有许多技术挑战有待克服。多年来，“光谱工程”(裁剪分子物理和电磁光谱中发生的各种光学现象之间的复杂相互作用)的概念在π共轭有机聚合物领域变得越来越重要。在光谱工程工具箱中，“供主
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受主”方法沿着π共轭主链使用交替的富电子和电折射率部分。这种方法在合成具有电致变色特性的双频和宽吸收发色团方面特别有价值。
[0005]近年来，4,9
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二氢
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s
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吲哚并[1,2
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b:5,6
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b0]二噻吩(IDT)在有机光电器件中应用越来越广泛。因为IDT上sp3杂化碳原子的可用性，功能侧链可以很容易地连接到IDT单元上，以增加其在有机溶剂中的溶解度。此外，IDT单元固有的共面“梯形”结构增强了π电子离域的程度，使其具有高度的电子富集性，因此IDT是一个典型的电子供体单元。
[0006]基于4,9
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二氢
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s
‑
吲哚并[1,2
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b:5,6
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b0]二噻吩(IDT)的结构特性，对其进行受体单元配对设计，甚至通过引入其他结构单元进一步调控其电致变色特性，对开发多种电致变色聚合物、拓展IDT的电致变色性能和应用范围研究具有重要意义。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的在于提供一种供体
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受体型电致变色聚合物及其制备方法和一种聚合物薄膜，该电致变色聚合物以苯并噻二唑并[3,4
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g]喹喔啉(TQX)作为受体单元单体，以4,9
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二氢
‑
s
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吲哚并[1,2
‑
b:5,6
‑
b0]二噻吩(IDT)为供体单元单体，受体单元单体的共轭环内C＝N双键在有效增强吸电子能力的同时，可保持共轭结构较好的平面性，且TQX与噻吩等供体结合空间位阻较小，可使聚合物吸收光谱位于近红外区；以4,7
‑
二溴
‑
2,1,3
‑
苯并噻二唑(TZ)单元单体作为调控单元单体，由于其缺电子特性，也是制备供体
‑
受体型聚合物中的一种常用受体单元，它的引入旨在对聚合物的近红外波段进行调控。
[0008]本专利技术的技术方案是，提供了一种供体
‑
受体型电致变色聚合物，其包括具有如下
结构式P1和结构式P2所示的化合物中的一种或两种：
[0009][0010]结构式P1和结构式P2中：R1为6个碳以上的直链烷基，R2为20个碳以上的支链烷基，n表示聚合度，n的取值为8
‑
100之间的自然数。
[0011]本专利技术还提供了上述供体
‑
受体型电致变色聚合物的制备方法，包括以下步骤：
[0012]1)通过stille偶联制备聚合物：以4,9
‑
二氢
‑
s
‑
苯并二茚并[1,2
‑
B:5,6
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b']二噻吩M1、4,7
‑
二溴
‑
2,1,3
‑
苯并噻二唑M2、苯并噻二唑并[3,4
‑
g]喹喔啉M3、二甲苯、三(二亚苄基丙酮)二钯和三(2
‑
甲基苯基)膦为原料，加入至上方连有气氛保护和冷凝管的两口烧瓶中，抽换气，保持烧瓶内气氛保护，将混合物加热反应一定时间冷却至室温，将反应液滴入甲醇中进行沉淀，过滤收集得到沉淀物；
[0013]2)通过索氏提取纯化聚合物：将前述的沉淀物用滤纸包裹，置于脂肪提取器中，采用甲醇、正已烷和氯仿依次进行洗涤，然后对氯仿洗涤液进行浓缩，将浓缩液滴入甲醇中进行沉淀，过滤收集沉淀物，即为纯化后的电致变色聚合物。
[0014]当所述步骤1中的M1与M3的摩尔比为1：1且M2用量为零时，步骤2所得电致变色聚合物为上述结构式P1所示的化合物。
[0015]当M1、M2和苯并噻二唑并[3,4
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g]喹喔啉M3的摩尔比为2：1：1时，步骤2中所得所述电致变色聚合物为上述结构式P2所示的化合物。
[0016]本专利技术合成路线如下：
[0017][0018]其中的R1为6个碳以上的直链烷基，R2为20个碳以上的支链烷基，n表示聚合度，n的取值为8
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100之间的自然数。
[0019]进一步的，上述步骤1)中：4,9
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二氢
‑
s
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苯并二茚并[1,2
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B:5,6
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b']二噻吩与三(二亚苄基丙酮)二钯的摩尔比为1：(0.02～0.04)；4,9
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二氢
‑
s
‑
苯并二茚并[1,2
‑
B:5,6
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b']二噻吩与三(2
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甲基苯基)膦的摩尔比为1：(0.1～0.2)；二甲苯的用量为使各单体浓度为0.3mol/L。
[0020]进一步的，上述步骤1)中的反应温度100～120℃，反应时间为48～96小时。
[0021]进一步的，上述步骤2)中的纯化过程为索氏提取过程，依次采用甲醇、正已烷、氯仿进行提取，并将氯仿溶液进行沉淀。
[0022]本专利技术还提供了一种聚合物薄膜，所述聚合物薄膜由本专利技术提供的供体
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受体型电致变色聚合物通过喷涂或刮涂得到，所述聚合物薄膜的膜厚为300～800nm。本专利技术为具有可见光和近红外双波段吸收的电致变色聚合物，可通过溶液刮涂和喷涂在导电基底表面成膜，其颜色为有色至透明态间转换，并具有驱动电压低、光学对比度高、稳定性高的特点，适用于电致变色器件的组装应用。
[0023]本专利技术的供体
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种供体
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受体型电致变色聚合物，其特征在于，其包括具有如下结构式P1和结构式P2所示的化合物中的一种或两种：结构式P1和结构式P2中：R1为6个碳以上的直链烷基，R2为20个碳以上的支链烷基，n表示聚合度，n的取值为8
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100之间的自然数。2.根据权利要求1所述的供体
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受体型电致变色聚合物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1)通过stille偶联制备聚合物：以4,9
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二氢
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s
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苯并二茚并[1,2
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B:5,6
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b']二噻吩(M1)、苯并噻二唑并[3,4
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g]喹喔啉(M3)、4,7
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二溴
‑
2,1,3
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苯并噻二唑(M2)、二甲苯、三(二亚苄基丙酮)二钯和三(2
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甲基苯基)膦为原料，加入至上方连有气氛保护和冷凝管的两口烧瓶中，抽换气，保持烧瓶内气氛保护，将混合物加热反应一定时间冷却至室温，将反应液滴入甲醇中进行沉淀，过滤收集得到沉淀物；2)通过索氏提取纯化聚合物：将前述的沉淀物用滤纸包裹，置于脂肪提取器中，采用甲醇、正已烷和氯仿依次进行洗涤，然后对氯仿洗涤液进行浓缩，将浓缩液滴入甲醇中进行沉淀，过滤收集沉淀物，即为纯化后的电致变色聚合物。3.根据权利要求2所述的供体
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受体型电致变色聚合物的制备方法，其特征在于，当所述步骤1)中的4,9
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二氢
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s
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苯并二茚并[1,2
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B:5,6
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b']二噻吩(M1)与苯并噻二唑并[3,4
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g]喹喔啉(M3)的摩尔比为1：1且4,7
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二溴
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2,1,3
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苯并噻二唑(M2)的用量为零时，步骤2所得电致变色聚合物为权利要求1中结构式P1...

【专利技术属性】
技术研发人员：王义，李瑞，李广德，崔光振，陶益杰，卢洪树，刘煜，路肖，吴新，
申请(专利权)人：中国人民解放军九六九零一部队二五分队，
类型：发明
国别省市：