【摘要】：電致變色是指材料的光學(xué)屬性(反射率、透過率、吸收率等)在外加電場的作用下發(fā)生穩(wěn)定可逆變化的現(xiàn)象,在外觀上表現(xiàn)為顏色和透明度的可逆變化。擁有電致變色性質(zhì)的材料被稱為電致變色材料,電致變色材料在智能窗、信息儲存、智能顯示等領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大的應(yīng)用潛能。電致變色聚合物材料由于其響應(yīng)速度快,易于分子設(shè)計等優(yōu)點(diǎn)受到研究者的廣泛關(guān)注。其中聚苯胺因其轉(zhuǎn)換電位低、顏色變化豐富等優(yōu)點(diǎn)而成為電致變色材料的研究熱點(diǎn)。但由于聚苯胺中大尺寸共軛結(jié)構(gòu)與大量氫鍵的存在,使其不溶不熔,加工性差,極大地限制了聚苯胺在電致變色方面的應(yīng)用。目前,科研工作者利用苯胺齊聚物作為電致變色基元,通過共價鍵連接方式制備了多種電致變色聚合物,有效地解決了聚苯胺材料的不溶不熔、加工性差等問題。但這類含苯胺齊聚物的電致變色材料在使用過程中仍存在著顏色對比度小,循環(huán)穩(wěn)定性差等問題。為了解決這類問題,由此確立了本論文的研究方向。本論文從分子設(shè)計的角度出發(fā),采用調(diào)節(jié)聚合物結(jié)構(gòu)中的苯胺齊聚物含量及構(gòu)筑三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)等手段,制備出兩類、四種苯胺基電致變色聚合物材料。詳細(xì)研究各聚合物的電化學(xué)活性、氧化還原過程、電致變色性質(zhì)及各性質(zhì)與結(jié)構(gòu)的關(guān)系等,實(shí)現(xiàn)了對聚合物性質(zhì)的有效調(diào)控。本論文的研究工作主要分為以下兩部分:首先,以對氨基二苯胺為起點(diǎn),先后合成苯胺四聚體、電活性雙氟大單體、電活性雙胺大單體,作為電致變色聚合物合成的基礎(chǔ)工作。利用酰胺化反應(yīng),合成了全側(cè)鏈結(jié)構(gòu)和主側(cè)鏈結(jié)構(gòu)兩種結(jié)構(gòu)類型的聚酰胺(酸),并通過后功能化反應(yīng)控制聚合物分子鏈中電致變色基元的含量,得到一系列不同苯胺鏈段含量的電致變色聚合物。這類聚合物具有良好的導(dǎo)電性,在多種有機(jī)溶劑中展現(xiàn)了良好的溶解性,同時具有較高的熱穩(wěn)定性,在保持優(yōu)良的電活性的同時,成功克服了聚苯胺加工性差的缺點(diǎn)。進(jìn)一步對聚合物的電致變色性質(zhì)進(jìn)行深入研究,發(fā)現(xiàn)不同含量的苯胺齊聚物電致變色基元能夠顯著地影響聚合物的電致變色性質(zhì),如響應(yīng)速度、變色效率等,其中對顏色對比度的影響尤為顯著。通過分子設(shè)計合成了兩種帶有可交聯(lián)基團(tuán)的苯胺基電致變色聚合物。其中,苯胺基可交聯(lián)聚芳醚是以雙氟大單體和烯丙基雙酚A為反應(yīng)單體,生成聚合物之后采用紫外光照交聯(lián)的方法,形成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)能夠有效地提高電致變色聚合物的溶劑穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性及電化學(xué)穩(wěn)定性。降低了電致變色過程中電壓對聚合物分子結(jié)構(gòu)的降解作用,從而增強(qiáng)了聚合物電致變色性質(zhì)的循環(huán)穩(wěn)定性。而電活性聚脲則是在分子鏈末端修飾可交聯(lián)的硅氧基團(tuán),研究發(fā)現(xiàn),通過水解交聯(lián)不僅使聚合物形成穩(wěn)定的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),提高電致變色過程中的分子結(jié)構(gòu)上的穩(wěn)定性,還使聚合物分子鏈能夠與導(dǎo)電玻璃基底產(chǎn)生化學(xué)鍵連接,提高聚合物在基底上的附著力,有效避免了電致變色聚合物在電致變色過程中與導(dǎo)電基底的剝離,進(jìn)而提高了該材料在電致變色過程中的循環(huán)穩(wěn)定性。
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【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：O631.3

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本文編號：2346043