具有自修復功能的電致變色材料及器件研究.pdf

1、電致變色是指薄膜在較低電壓刺激下產生的可逆光學吸收/透過率改變的現(xiàn)象。具有自修復功能的電致變色材料是一種同時具有電致變色和自我愈合性能的高級智能仿生材料，實際應用中，該材料可對因摔落、老化、自然環(huán)境刺激等多種原因造成的裂紋進行自我修復，大大延長了其使用壽命，節(jié)約資源及使用成本。
　　本論文目標為制備同時具有電致變色功能和自修復功能的薄膜。將三苯胺（TPA）變色單元與呋喃/馬來酰亞胺修復對作為功能單體，采用化學聚合的方法得到兩種新型

2、材料。首次將修復功能植入到電致變色材料中，測試知所得到的薄膜顏色變化豐富，自修復效率高，具體過程如下：
　　1、將TPA二胺衍生物與糠醛反應得具有雙呋喃官能團的化合物TPF，后與N,N'-(4,4'-亞甲基二苯基)雙馬來酰亞胺（MA）以1：1聚合得到線性聚合物TPFMA。滴涂于ITO玻璃上形成了TPFMA薄膜。實驗結果顯示，該薄膜可發(fā)生黃色到紅色的可逆變化，著色響應時間為10s，褪色為12s。DSC曲線上有一對強烈的吸/放熱峰，1

3、50℃處材料中的DA共價鍵解交聯(lián)使聚合物變?yōu)閱误w吸收熱量，80℃時發(fā)生DA反應單體再次聚合放出熱量。在130℃的熱處理下，黃色薄膜表面劃痕（3.24mm×0.04mm）206s消失，紅色薄膜刀痕219s修復，修復效率達到72％。
　　2、為提高修復效率以及顏色變化種類，具有雙TPA單元的二胺衍生物與糠醚化合為四個呋喃官能度的產物PPF，與MA以1：2的摩爾比合成了更高交聯(lián)程度的網(wǎng)狀聚合物PPFMA。表征PPFMA薄膜的電致變色和自

4、修復性能知，該膜在電壓驅動下能實現(xiàn)黃色、綠色和藍色的可逆顏色變化，隨著電壓的升高在600nm、1000nm處產生兩個較寬的吸收峰，動力學循環(huán)60圈后仍具有良好的電化學穩(wěn)定性，最大光學透過率變化達到42.7%。著色效率為72cm2 C-1，著色和褪色響應時間分別12.8s，13.5s。薄膜自修復效率提高至74%，在221s內三種顏色（黃、綠、藍）的薄膜均可使劃痕（約3.00mm×0.07mm）修復。
　　3、封裝得到的硬質PPFMA