【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于多功能高分子材料领域，涉及一类苯基桥联紫精及其合成方法和及基于其的电致变色弹性体的制备和应用，尤其是基于苯基桥联紫精和深共晶溶剂的电致变色弹性体的制备以及其电致变色器件和可视化传感的应用。
技术介绍
1、随着柔性可穿戴电子产品的发展，各种柔性可穿戴传感器引起了人们的广泛关注。这些传感器可以检测环境信号(例如温度、湿度和ph值等)以及生理信号(例如心电、肌电和血氧等)，并且具有极佳的灵活性和可穿戴性。因此，它们已被广泛应用于人体健康检测、人工智能、智能电子纺织品等领域。但是，目前的传感器仍存在着灵敏度、可靠性和可视化方面的缺陷。紫精类化合物因其电致变色性质在智能窗户、信息显示、生物传感等实际领域获得了广泛应用，有望实现传感器的可视化。
2、然而，受限于紫精类化合物本身的缺陷，如变色情况较为单一，对可见光吸收很弱，紫精类衍生物在光电领域的应用受到了极大限制。同时，溶液态的电致变色层使得电致变色器件的制造和封装相对复杂，还存在着漏液等风险，难以实现大规模生产和使用。此外，当前电致变色弹性体的制备工艺复杂，无法通过一步法直接制备，往往需要通过溶胀的方式进行制备，存在难以精准控制尺寸、精度与成本等问题。
技术实现思路
1、为了克服上述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一类苯基桥联紫精及其合成方法和及基于其的电致变色弹性体的制备和应用，以解决现有的紫精类化合物难以直接用于电致变色弹性体从而限制其在光电领域的应用的技术问题。
2、为了达到上述目的，本专
3、本专利技术公开了一类苯基桥联紫精，结构式如下：
4、
5、其中，n的取值范围是1～10；
6、r是me、-oh、-cooh、-po32-、-so3-；
7、x是cl-、br-、i-、tfsi-、pf6-、ch3coo-或otf-。
8、本专利技术还公开了上述的苯基桥联紫精的合成方法，包括以下步骤：
9、1)合成苯基桥连吡啶：
10、在惰性气氛下，将4-溴-2,6-二甲基吡啶、1,4-苯二硼酸双(频哪醇)酯和四(三苯基膦)钯，在甲苯和磷酸钾的水溶液中，滴加甲基三辛基氯化铵后，于80～120℃反应24～48h，反应物经纯化处理，制得苯基桥连吡啶；
11、2)合成苯基桥联紫精：
12、将苯基桥连吡啶和x-(ch2)n-r按1:10的摩尔比投料，加入dmf，在120～180℃下搅拌反应12～24h，产物经纯化处理，制得苯基桥联紫精；
13、其中，n的取值范围是1～10；
14、r是me、-oh、-cooh、-po32-、-so3-；
15、x是cl-、br-、i-、tfsi-、pf6-、ch3coo-或otf-。
16、优选地，步骤1)中，4-溴-2,6-二甲基吡啶、1,4-苯二硼酸双(频哪醇)酯和四(三苯基膦)钯的反应摩尔比为(2.5-3.5)：1：(0.1-0.15)。
17、进一步优选地，4-溴-2,6-二甲基吡啶、1,4-苯二硼酸双(频哪醇)酯和四(三苯基膦)钯的反应摩尔比为7.57：3.03：0.121。
18、本专利技术还公开了上述的苯基桥联紫精在制备电致变色弹性体中的应用。
19、本专利技术还公开了一种电致变色弹性体的制备方法，将2-羟基-n,n,n-三甲基乙基氯化铵与尿素混合后加热，制得深共晶溶剂，将深共晶溶剂、丙烯酰胺与上述的苯基桥联紫精混合，通过光引发自由基聚合反应，制得电致变色弹性体。
20、优选地，将一定比例的2-羟基-n,n,n-三甲基乙基氯化铵和尿素混合，加热至无色透明液体。之后加入丙烯酰胺、2-羟基-4'-(2-羟乙氧基)-2-甲基苯丙酮、n,n'-亚甲基双丙烯酰胺以及权利要求1所述的苯基桥联紫精，得到混合溶液，将混合溶液加入pvdf模具，置于紫外灯下反应1小时，得到电致变色弹性体。
21、优选地，在无水无氧的条件下，按照1:2的摩尔比将2-羟基-n,n,n-三甲基乙基氯化铵与尿素混合，于70℃下加热制得透明液体即深共晶溶剂；
22、深共晶溶剂、丙烯酰胺与权利要求1所述的苯基桥联紫精的质量比为(1-10)：1：(0.005-0.02)；
23、光引发自由基聚合反应是在紫外灯照射下反应1小时。
24、进一步优选地，在无水无氧的条件下，按照1:2的摩尔比，将2-羟基-n,n,n-三甲基乙基氯化铵和尿素混合后于70℃下加热至透明液体，形成深共晶溶剂(deep eutecticsolvent)，之后加入丙烯酰胺(acrylamide)(45wt％des)、2-羟基-4'-(2-羟乙氧基)-2-甲基苯丙酮(1wt％am)、n,n'-亚甲基双丙烯酰胺(0.2wt％am)以及权利要求1所述的苯基桥联紫精(0.385wt％des)，全部溶解后将溶液加入1mm厚的pvdf模具，置于紫外灯下反应1小时。最后置于80℃真空干燥箱中12小时后得到电致变色弹性体。
25、本专利技术还公开了采用上述的制备方法制得的电致变色弹性体。
26、本专利技术还公开了上述的电致变色弹性体在制备免封装电致变色器件中的应用。
27、优选地，将电致变色弹性体置于两片导电基质之间，无需封装即得到电致变色器件。
28、进一步优选地，所述导电基质采用ito导电玻璃或柔性ito-pet导电膜。
29、与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
30、本专利技术公开的一类苯基桥联紫精，由于苯环的存在，使得该类型紫精可以一步双电子还原，这避免了自由基的产生，因此可以直接通过掺杂的方式一步法制备电致变色弹性体。由于甲基能够作为给电子基团，因此吡啶环上的四个甲基便可以尽可能的降低紫精的还原电位，使该电致变色弹性体在相对较低的电压即可变色。另外，四个甲基的存在也可以增加空间位阻，从一定程度上也阻碍了紫精二聚体的形成。
31、本专利技术利用苯基桥联紫精和聚丙烯酰胺的聚合物一步制备了电致变色弹性体，该电致变色弹性体具有优异的拉伸、粘附性能和超高的稳定性，可用于制备免封装电致变色器件和变色性能随湿度、温度和拉伸性能变化的柔性器件。
32、本专利技术将具有电致变色性能的苯基桥联紫精和具有拉伸性能的聚丙烯酰胺和深共晶溶剂弹性体结合起来，制备出超稳定、可拉伸的电致变色弹性体，该材料具有以下优势：1)该电致变色弹性体制备工艺简单，仅需一步聚合，即可制备出超稳定、可拉伸的电致变色弹性体；2)该电致变色弹性体具备的粘附性、可拉伸、可弯折的特性使得制备电致变色器件的过程及其简便，只需将电致变色弹性体置于两电极之间，无需封装即可得到电致变色器件；3)基于该紫精的的电致变色弹性体具有极高稳定性，其特殊的分子结构能够阻止二聚体的生成，从而表现出更优异的电致变色性能；4)弹性体导电性随湿度、温度和拉伸情况变化，使得电致变色器件电致变色性能随拉伸情况变化，因此在本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一类苯基桥联紫精，其特征在于，结构式如下：
2.权利要求1所述的苯基桥联紫精的合成方法，其特征在于，包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的苯基桥联紫精的合成方法，其特征在于，步骤1)中，4-溴-2,6-二甲基吡啶、1,4-苯二硼酸双(频哪醇)酯和四(三苯基膦)钯的反应摩尔比为(2.5-3.5)：1：(0.1-0.15)。
4.权利要求1所述的苯基桥联紫精在制备电致变色弹性体中的应用。
5.一种电致变色弹性体的制备方法，其特征在于，将2-羟基-N,N,N-三甲基乙基氯化铵与尿素混合后加热，制得深共晶溶剂，将深共晶溶剂、丙烯酰胺与权利要求1所述的苯基桥联紫精混合，通过光引发自由基聚合反应，制得电致变色弹性体。
6.根据权利要求5所述的电致变色弹性体的制备方法，其特征在于，在无水无氧的条件下，按照1:2的摩尔比将2-羟基-N,N,N-三甲基乙基氯化铵与尿素混合，于70℃下加热制得透明液体即深共晶溶剂；
7.采用权利要求5或6所述的制备方法制得的电致变色弹性体。
8.权利要求7所述的电致变色弹性体在
9.如权利要求8所述的应用，其特征在于，将电致变色弹性体置于两片导电基质之间，无需封装即得到电致变色器件。
10.如权利要求9所述的应用，其特征在于，所述导电基质采用ITO导电玻璃或柔性ITO-PET导电膜。
...【技术特征摘要】
1.一类苯基桥联紫精，其特征在于，结构式如下：
2.权利要求1所述的苯基桥联紫精的合成方法，其特征在于，包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的苯基桥联紫精的合成方法，其特征在于，步骤1)中，4-溴-2,6-二甲基吡啶、1,4-苯二硼酸双(频哪醇)酯和四(三苯基膦)钯的反应摩尔比为(2.5-3.5)：1：(0.1-0.15)。
4.权利要求1所述的苯基桥联紫精在制备电致变色弹性体中的应用。
5.一种电致变色弹性体的制备方法，其特征在于，将2-羟基-n,n,n-三甲基乙基氯化铵与尿素混合后加热，制得深共晶溶剂，将深共晶溶剂、丙烯酰胺与权利要求1所述的苯基桥联紫精混合，通过光引发...
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