[发明专利]一种D-A-D′非对称结构聚合膜PSWT及其制备方法与应用

说明书

本发明提供了一种DAD’非对称结构聚合膜PSWT及其制备方法与应用，所述的方法为：将式1所示的2,7‑二溴代‑9芴酮，在给电子基团的作用下，偶联反应形成不对称DAD’结构单体，将所述的非对称DAD’结构单体在三电极电解池体系中进行聚合，在室温下采用循环伏安聚合法进行聚合反应，得到沉积在工作电极上的D‑A‑D’非对称结构聚合膜PSWT。本发明操作方法简单，单体产率及聚合膜的纯度较高，且制得的产物具有更加突出的多色显示和优异的电致变色性能，该材料可应用于电致变色器件中。

技术领域

本发明涉及一种具有多色显示的D-A-D’(给体-受体-给体’)非对称结构聚合膜PSWT及其制备方法，且该材料可应用于制备电致变色器件。

技术背景

自聚合物电致变色(PEC)材料被发现以来，因其相较于无机电致变色材料具有结构易修饰，着色效率高、光学对比度高、以及响应速度快等优点，被认为是下一代EC材料的发展方向之一。目前，通过分子设计或修饰来实现电致变色聚合物多色显示的方法主要有，给体-受体(D-A)分子结构的设计和不同分子间的共聚，其中，共聚产物因分子结构的不确定性，不利于对电致变色材料变色性能的机理研究和实际生产中品质的控制。

而D-A结构则能有效调控分子能带，调节聚合物的电致变色性能。如今，已有多种D-A结构类共轭聚合物被报导，如以苯并噻二唑、苯并喹喔、噻吩吡嗪、芴酮及其衍生物等为受体的D-A结构共聚物。但对其机理的认识和材料的应用依然有限，为深入理解共轭聚合物电致变色材料的分子结构与其光电性能的关系，解决现有D-A-D对称共轭聚合物PSWS(在芴酮两端引入相同的噻吩基团的分子聚合物)电致变色性能中的氧化电位单一、变色显示单一光学对比度一般等问题。我们设计了一种基于芴酮的D-A-D’非对称共轭聚合物PSWT(在芴酮两端引入不同的基团噻吩和三苯胺的分子聚合物)，并研究分子结构对其颜色显示、聚集态形貌、光学对比度等性能的影响，并发现其较PSWS的电致变色性能更加优异。

发明内容

为解决现有D-A-D对称共轭聚合物PSWS存在氧化电位单一、变色显示单一光学对比度一般等问题，本发明的目的在于提供了一种D-A-D＇非对称结构聚合物PSWT及其制备方法与应用，所述的D-A-D＇非对称结构聚合物PSWT不仅使电致变色显示更加丰富，而且具有较高的光学对比度。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种D-A-D’非对称结构聚合膜PSWT，所述的D-A-D’非对称结构聚合膜PSWT具体按照如下方法进行制备：

(1)将式1所示的2，7-二溴代-9芴酮与2-噻吩硼酸、四(三)苯基磷钯混合，在碱性物质A的作用下，在氮保的情况下溶解于有机溶剂A中，在回流温度下反应8-12小时，得反应混合液B，经后处理得到式2所示的产物2-噻吩-7-溴代-9-芴酮；所述的式1所示的2，7-二溴代-9芴酮与2-噻吩硼酸、四(三)苯基磷钯的物质的量之比为1∶0.5～1∶0.001～0.005；所述的碱性物质A以水溶液的形式加入，所述水的加入量以恰好溶解碱性物质A为准；所述的碱性物质A的加入量以所述的有机溶剂A的体积计为2～4mol/L；所述的有机溶剂A的加入量以所述的式1所示的2，7-二溴代-9芴酮的物质的量计为10～100mL/mmol；

(2)将式2所示的2-噻吩-7-溴代-9-芴酮与4-(二苯基胺基)苯硼酸、四(三)苯基磷钯，在碱性物质B的作用下，在氮保的情况下溶解于有机溶剂B中，在回流温度下反应12-24小时，得反应混合液C，经后处理得到式3所示的D-A-D’非对称结构单体SWT；所述的2-噻吩-7-溴代-9-芴酮与4-(二苯基胺基)苯硼酸、四(三)苯基磷钯的物质的量之比为1∶1～2∶0.001～0.005；所述的碱性物质B以水溶液的形式加入，所述水的加入量以恰好溶解碱性物质B为准；所述的碱性物质B的加入量以所述的有机溶剂B的体积计为2～4mol/L；所述的有机溶剂B的加入量以所述的式2所示的2-噻吩-7-溴代-9-芴酮的物质的量计为10～100mL/mmol；