摘要: 电致变色材料在显示器、窗户、伪装等领域有巨大的应用潜力。当前，过渡金属氧化物电致变色材料已被商业化。然而，由于其固有的脆性和较差的电致变色性能（响应时间长、光学对比度和着色效率低），很难满足许多应用的要求。共轭聚合物具有柔韧性好、... 展开 电致变色材料在显示器、窗户、伪装等领域有巨大的应用潜力。当前，过渡金属氧化物电致变色材料已被商业化。然而，由于其固有的脆性和较差的电致变色性能（响应时间长、光学对比度和着色效率低），很难满足许多应用的要求。共轭聚合物具有柔韧性好、性能可调和成本低廉等优点，引起了人们广泛的研究兴趣。近年来，共轭聚合物作为电致变色领域的热点变色材料，具有响应时间快、溶解性好、颜色可调、光学对比度高等优点。这些优异的性能一般是调整聚合物的最高占据分子轨道(HOMO)和最低未占分子轨道（LUMO）能级以及分子间的堆积和主链构象来降低带隙能量和控制链间电荷转移能力来实现的。因此，聚合物结构(包括分子结构)与其电致变色性质(电致变色的颜色、响应时间和循环稳定性)之间的关系仍然是一个值得关注的关键问题。在聚合物结构设计中，侧链与共轭程度的设计都是影响性能的因素。柔性侧链使得刚性较强的π共轭平面在有机溶剂中溶解度增加。虽然人们研究了π共轭平面对聚合物的电学和电化学性能的影响，但对侧链长度的研究却很少。因此，本论文设计合成了不同共轭程度的梯度聚合物和线性聚合物，研究其电致变色性能。这也是深入理解电致变色共轭聚合物结构与变色性质内在关联的一个重要方面。 第一部分介绍了pPHT、pPHBT的电化学聚合、紫外吸收光谱和电化学稳定性，pPHT和pPHBT的结构区别是聚合单元从二联噻吩变成四联噻吩，电致变色性能是从没有发现变色现象到多色变色现象，因此我们设计合成了三种共轭程度各异的噻吩类聚合物pTPBT、pTPTT和pTPQT，分别以二联噻吩、三联噻吩和四联噻吩为中心单元，聚合单元均为二联噻吩。电致变色性能表明，pTPBT没有发现电致变色现象，pTPTT表现为不稳定的电致变色，而pTPQT表现出良好的稳定性。这些结果表明，噻吩聚合物可发生有效电致变色的最低共轭程度为四联噻吩。 第二部分介绍了将噻吩、二联噻吩、三联噻吩单元引入到四苯基硅烷结构中，形成新的四苯基硅衍生物（pSiTPTP、pSiTPBTP、pSiTPTTP），外围的聚合位点为两个噻吩单元，形成了线性聚合物结构。通过对噻吩单元长度的控制，进一步调控聚合物的共轭程度，研究其共轭程度对电致变色性质的影响。单体的循环伏安曲线和理论计算结果表明，随着噻吩基团共轭程度的增加，紫外光谱发生相应的红移，起始氧化电位降低，有利于电致变色现象的出现。从薄膜的扫描电镜来看，pSiTPTTP具有更加疏松的结构，可能是导致pSiTPTTP电致变色性能好的原因，此外pSiTPTTP比pSiTPBTP的共轭程度更高，这也可能是导致前者具有更好的电致变色性能。 收起