导电聚合物的电化学合成及其电致变色性能的研究
电致变色(electrochromism,EC)是指物质在电化学作用下发生氧化还原反应,引起颜色变化的现象。电致变色材料在显示器件、智能窗、无眩反光镜、军事伪装等方面具有广阔的应用前景,从而受到人们的重视。导电聚合物是电致变色材料中的新兴成员,但由于其具有响应速度快、颜色变化丰富、易加工、易分子设计及成本低廉等优点,从而成为电致变色研究工作的重点。
本论文采用导电聚合物{聚苯胺(PANI)、聚3,4-乙撑二氧噻吩(PEDOT)}作为电致变色材料,以提高导电聚合物的电致变色性能和光学对比度(△T％)为目的,通过电化学方法主要进行了以下几方面的研究工作:
1、通过电化学恒电位法制备导电聚苯胺,并通过聚合条件和测试条件的优化,得到性能良好的电致变色PANI膜,测试结果表明,在最佳聚合条件和测试条件下,所制备的PANI膜具有优良的多色电致变色性能,颜色鲜艳,能在黄色、绿色和蓝色之间迅速转换,颜色响应时间在2.8s左右;在黄色和蓝色之间的光学对比度达到35%;后为了改善颜色的饱和程度,在聚合电解液中加入酸性蓝BGA染料,结果表明加入酸性蓝染料之后蓝色更加鲜艳、光学对比度有所提高、方波电位下的光电稳定性提高但蓝/黄色间的响应时间有所延长;
2、采用电化学恒电位法制备导电聚(3,4-乙撑二氧噻吩),并通过聚合条件的优化,得到性能良好的电致变色PEDOT膜。测试结果表明,在最佳聚合条件下,所制备的PEDOT膜具有优良的变色性能,能在深浅蓝色之间循环多次变化,颜色间的响应时间达到5s左右,光学对比度达到42%,且在-0.8V/0.6V方波电位下循环250次后光学对比度仍达到40%,具有优良的使用寿命;为了与实际应用相联系,实验又将制备的聚合膜的面积扩大到10cm×10cm,PEDOT膜仍然具有明显的深浅蓝色变化,说明制备的膜具有一定的应用价值;
3、为了提高所制备的膜(PANI、PEDOT)的颜色的响应时间,通过改变聚合条件得到了纳米线状PANI和PEDOT,期望通过改变聚合物的形貌来改善膜的响应时间,具体结果有待进一步实验研究。
导电聚合物;电致变色;聚苯胺;聚(3,4-乙撑二氧噻吩);响应时间;光学对比度
北京服装学院
硕士
材料学
李昕
2011
中文
O633.1
84
2012-04-28（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）