[发明专利]黑色至透明交联型电致变色聚合物及其制备方法

说明书

本发明提供一种黑色至透明交联型电致变色聚合物及其制备方法，其中，制备方法包括：将3，3‑双[[(2‑乙基己基)氧基]甲基]‑3，4‑二氢‑2H‑噻吩并[3，4‑b][1，4]二氧杂环庚、交联剂、6，8‑二溴‑3，3‑双[[(2‑乙基己基)氧基]甲基]‑3，4‑二氢‑2H‑噻吩并[3，4‑b][1，4]二氧杂环庚、4，7‑二溴‑2，1，3‑苯并噻二唑混合，并在反应条件下进行反应。本发明使用化学交联的方法进行电致变色聚合物的交联，交联后的聚合物具有更高的结构稳定性和热稳定性。同时，本发明可以通过控制加入交联剂的比例来方便的控制交联度。此外，当交联度适当的时候，交联后的电致变色聚合物仍然可以溶解于溶剂中，为聚合物的后处理和使用提供了可行性。

技术领域

本发明涉及电致变色聚合物技术领域，尤其涉及一种黑色至透明交联型电致变色聚合物及其制备方法。

背景技术

电致变色聚合物，是在电场作用下可以发生可逆氧化还原的，在外观上表现为自身颜色可逆变化的聚合物，是导电高分子的一种。聚噻吩、聚吡咯、聚乙炔等导电聚合物分子均可作为电致变色材料。与金属氧化物(三氧化钨，氧化镍等)作为变色材料的无机电致变色材料相比，电致变色聚合物在响应速度，制备方法，颜色多样性和着色效率上均有着突出的表现。

在多种可选择的颜色中，黑色至透明的电致变色聚合物一直是材料合成领域内的一大挑战。为了实现电致变色聚合物在自然状态下呈现黑色，材料必须在400到700纳米可见光范围内有着均一广泛的吸收，对聚合物主链结构的设计和合成提出了更高的要求。与此同时，还要求其可溶于溶剂中，以便能够通过涂布，喷涂等方法制备相关电致变色器件；具有更高的结构稳定性，以便在更复杂的环境下使用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种黑色至透明交联型电致变色聚合物及其制备方法，以克服现有技术中存在的不足。

为实现上述发明目的，本发明提供一种黑色至透明交联型电致变色聚合物，其结构式为：

其中，m、n、o、p、m’、n’、o’、p’为0以上的自然整数，R为氢原子、卤素原子、羟基、羧基、酯基或具有1-20个碳原子的直链或支链烷基，可以相同或者不相同。

为实现上述发明目的，本发明提供一种上述黑色至透明交联型电致变色聚合物的制备方法，其包括如下步骤：

将3，3-双[[(2-乙基己基)氧基]甲基]-3，4-二氢-2H-噻吩并[3，4-b][1，4]二氧杂环庚、交联剂、6，8-二溴-3，3-双[[(2-乙基己基)氧基]甲基]-3，4-二氢-2H-噻吩并[3，4-b][1，4]二氧杂环庚、4，7-二溴-2，1，3-苯并噻二唑混合，并在反应条件下进行反应。

作为本发明的制备方法的改进，所述反应条件为：加入乙酸钯、碳酸钾、特戊酸以及1-甲基-2-吡咯烷酮，在110-130℃、有持续的氩气气流通过的状态下，反应16-28h。

作为本发明的制备方法的改进，在反应之前还包括：将反应环境抽真空，然后通入氩气进行置换，重复上述步骤至少3次。

作为本发明的制备方法的改进，所述制备方法还包括：

反应充分后降至室温，再将反应混合物倒入体积比为1比1的甲醇/1M稀盐酸水溶液中进行沉淀。

作为本发明的制备方法的改进，通过过滤的方式将沉淀物分离，得到所述黑色至透明交联型电致变色聚合物。

作为本发明的制备方法的改进，所述交联剂为2，2′，4，4′-四氢-3，3′-螺双[噻吩并[3，4-b][1，4]二氧杂环庚]。

作为本发明的制备方法的改进，所述交联剂通过如下方法制备：