新型聚合物交聯(lián)方式以及支鏈對(duì)材料電致變色性能的研究.pdf

1、隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，環(huán)境污染以及資源緊缺的狀況是目前全球面臨的最大問(wèn)題。因此人們對(duì)綠色能源，小排放，低耗能材料的追求日益迫切。電致變色材料是一種新型的功能材料，由于在建筑物以及交通工具方面的應(yīng)用而引起了人們廣泛的關(guān)注。電致變色材料是指在外加電場(chǎng)的作用下，材料發(fā)生氧化還原反應(yīng)從而使其顏色發(fā)生可逆變化。目前電致變色材料研究重點(diǎn)在于如何提高材料的穩(wěn)定性，以及實(shí)現(xiàn)材料的全色系發(fā)展，從而使電致變色材料作為一種節(jié)能材料而被廣泛的應(yīng)用。本論文圍繞著如

2、何提高薄膜的電致變色穩(wěn)定性，主要開(kāi)展了以下幾個(gè)方面的工作:
　　首先，制備了側(cè)鏈末端帶有咔唑基團(tuán)的基于咔唑和苯并噻二唑的給體-受體聚合物材料P(CZ-BT-CZ)。通過(guò)對(duì)聚合物進(jìn)行進(jìn)一步的電化學(xué)交聯(lián)得到PP(CZ-BT-CZ)。測(cè)試發(fā)現(xiàn)，電化學(xué)聚合薄膜的循環(huán)穩(wěn)定性要優(yōu)于帶烷基側(cè)鏈的聚合物P(CZ-BT-CZ)。引起薄膜穩(wěn)定性差別的主要原因是電化學(xué)聚合得到的薄膜PP(CZ-BT-CZ)具有疏松的結(jié)構(gòu)，且表面粗糙度大，易與電解質(zhì)接觸增

3、加了離子嵌入/抽出薄膜的速率。然而，由于電聚合薄膜的厚度不均勻性，分子鏈聚集性能降低，導(dǎo)電率有所下降，使得響應(yīng)時(shí)間和著色效率有一定的影響。
　　其次，將聚合物P(CZ-BT-CZ)與無(wú)機(jī)WO3納米棒復(fù)合，設(shè)計(jì)并制備出PP(CZ-BT-CZ)/WO3復(fù)合材料。利用簡(jiǎn)單的一步水熱法制備出具有納米陣列結(jié)構(gòu)的WO3，而后利用電聚合的方法將P(CZ-BT-CZ)沉積在WO3表面得到復(fù)合電致變色薄膜PP(CZ-BT-CZ)/WO3。電化學(xué)測(cè)試

4、表明，復(fù)合薄膜相比于PP(CZ-BT-CZ)薄膜來(lái)說(shuō)在穩(wěn)定性方面有了明顯的提高，循環(huán)500次后性能仍保留75.9％。并且在響應(yīng)時(shí)間方面也有明顯的提高，著色和褪色時(shí)間分別為tc=0.67s和tb=0.33s。穩(wěn)定性的提高是由于復(fù)合材料中WO3提供了一個(gè)框架結(jié)構(gòu)，這個(gè)框架結(jié)構(gòu)使復(fù)合薄膜相對(duì)于電聚合來(lái)說(shuō)具有更大的粗糙度，有利于電解質(zhì)在薄膜間的滲透，同時(shí)也就增加了離子的離子嵌入/抽出速率，提高薄膜的穩(wěn)定性以及縮短響應(yīng)時(shí)間。
　　而后設(shè)計(jì)了

5、一系列具有不同烷基側(cè)鏈的基于咔唑和苯并二噻吩(BDT)單元的聚合物P(CZ-BDT-CZ)-C8，P(CZ-BDT-CZ)-2C8，P(CZ-BDT-CZ)-C12，P(CZ-BDT-CZ)-C4C6。通過(guò)電化學(xué)測(cè)試發(fā)現(xiàn)他們?cè)陔娀瘜W(xué)穩(wěn)定方面具有明顯的差異。P(CZ-BDT-CZ)-C8、P(CZ-BDT-CZ)-C12以及P(CZ-BDT-CZ)-C4C6在循環(huán)1000次后薄膜性能分別保留為最初的95.2％，76.3％和79.2％。而P