【技术实现步骤摘要】
本申请属于有机高分子化学，具体涉及一种用于制备电致变色/电控荧光双功能聚合物的单体，电致变色/电控荧光双功能聚合物及其制备方法与应用，以及使用该双功能性聚合物制备的薄膜、器件。
技术介绍
1、电致变色/电控荧光(electrochromic/electrofluorochromic，ec/efc)是一种在外加电场的作用下，材料因电荷的注入和脱出发生可逆的氧化还原反应，同时伴随着电解质离子的掺杂和脱掺杂的过程。这种现象导致了材料的光学属性发生了稳定且可逆的变化，通常表现为材料颜色和荧光属性的改变。
2、根据材料结构的差异，电致变色/电控荧光变色材料主要分为两大类：小分子电致变色/电控荧光材料与聚合物电致变色/电控荧光材料。聚合物电致变色/电控荧光材料的核心优点在于它们的带隙可调性，这意味着通过精细的化学设计，可以精确控制材料的吸收和发射波长，进而实现对发光颜色的精准调控。除了光学和电学性能上的优越性，聚合物电致变色/电控荧光材料还具备出色的机械稳固性和物理稳定性，这大大增强了材料的耐用性和使用寿命。此外，聚合物电致变色/电控荧光材料优异加工性允许通过简便的方法进行大规模生产，尤其适合于制造大面积的柔韧薄膜，为智能窗等应用领域提供了广阔的创新空间。
3、目前，尽管电致变色/电控荧光双功能聚合物展现出在智能材料领域的巨大潜力，但在将其转化为实际应用，特别是电致变色/电控荧光器件的制备过程中，仍存在若干挑战，其中，荧光对比度和稳定性的不足是目前限制双功能聚合物应用的主要技术障碍。荧光对比度，即材料在不同电化学状态
技术实现思路
1、为解决上述技术问题，本申请主要提供了一种用于制备电致变色/电控荧光双功能聚合物的单体，以及使用该单体制备得到的高荧光对比度的电致变色/电控荧光双功能聚合物。具体通过以下技术方案得以实现：
2、一种单体，所述单体的结构式如下所示：
3、其中，r选自苯环或联苯。
4、一种上述单体的制备方法，包括以下步骤：二苯甲酮和4-溴苯乙腈反应得到化合物ⅳ；4-硼酸三苯胺和化合物ⅳ发生suzuki偶联得到化合物ⅴ；化合物ⅴ通过n-溴代丁二酰亚胺溴化反应得到单体i；化合物ⅳ、化合物v，单体i的结构式如下所示：
5、
6、一种上述单体的制备方法，包括以下步骤：二苯甲酮和4-溴苯乙腈反应得到化合物ⅳ；二苯胺和化合物ⅳ发生buchwald-hartwig反应得到化合物ⅵ；化合物ⅵ通过n-溴代丁二酰亚胺溴化反应得到单体ⅱ；化合物ⅳ、化合物ⅵ，单体ii的结构式如下所示：
7、
8、一种聚合物，所述聚合物的重复单元如下所示：
9、其中，n为20～1000，r选自苯环或联苯。
10、一种聚合物的制备方法，所述聚合物由单体i与化合物iii芳基化缩聚得到；或者，所述聚合物由单体ii与化合物iii芳基化缩聚得到；所述单体i、单体ii和化合物iii的结构式如下所示：
11、
12、上述聚合物在光学显示、信息加密、荧光成像、传感器和智能光窗领域中的应用。
13、一种薄膜，包括基材，以及通过溶液加工成膜的方式形成在基材表面的电致变色层；所述电致变色层采用上述任一种或两种聚合物材料。所述溶液加工成膜是指将聚合物溶于溶剂中得到溶液，将溶液涂覆于基材之上，干燥得到薄膜。
14、作为优选，所述溶液加工成膜中采用的溶剂为二氯甲烷、三氯甲烷、四氢呋喃、甲苯、二甲基甲酰胺中的任一种。
15、作为优选，所述基材选自氧化铟锡导电玻璃、氧化氟锡导电玻璃和聚对苯二甲酸乙二醇酯导电基板中的任一种。
16、一种器件，包含有上述任一项所述的薄膜。
17、与现有技术相比，本申请具有以下有益效果：
18、本申请的单体不仅赋予了材料电致变色/电控荧光双功能，更因嵌入了具备聚集诱导发光特性的单元，显著增强了聚合物的荧光对比度。这一特性意味着聚合物材料在不同电化学状态下，荧光强度的变化更为明显，为高对比度显示和信息编码提供了强有力的支持。
19、在此基础上，本申请的聚合物通过引入化合物iii提高了双功能聚合物的变色稳定性，确保了材料在经历多次电化学循环后仍能保持良好的性能，这对于实现长寿命、高可靠性的电致变色/电控荧光器件至关重要。化合物iii的引入还提高了双功能聚合物材料的溶解性，大幅降低了薄膜制备成本，同时显著提升了薄膜的涂布均匀性和质量。
20、此外，本申请通过芳基化缩聚的方式，结合对主链苯胺化合物的精细调控，成功制备出了拥有不同荧光颜色的电致变色/电控荧光双功能聚合物，这些材料响应速度快、稳定性好，有望在显示、防伪和生物分析等领域得到应用。
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1.一种单体，其特征在于，所述单体的结构式如下所示：
2.一种权利要求1所述的单体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：二苯甲酮和4-溴苯乙腈反应得到化合物Ⅳ；4-硼酸三苯胺和化合物Ⅳ发生Suzuki偶联得到化合物Ⅴ；化合物Ⅴ通过N-溴代丁二酰亚胺溴化反应得到单体I；化合物Ⅳ、化合物V和单体I的结构式如下所示：
3.一种权利要求1所述的单体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：二苯甲酮和4-溴苯乙腈反应得到化合物Ⅳ；二苯胺和化合物Ⅳ发生Buchwald-Hartwig反应得到化合物Ⅵ；化合物Ⅵ通过N-溴代丁二酰亚胺溴化反应得到单体Ⅱ；化合物Ⅳ、化合物Ⅵ，单体II的结构式如下所示：
4.一种聚合物，其特征在于，所述聚合物的重复单元如下所示：
5.权利要求4所述的一种聚合物的制备方法，其特征在于，所述聚合物由单体I与化合物III芳基化缩聚得到；或者，所述聚合物由单体II与化合物III芳基化缩聚得到；所述单体I、单体II和化合物III的结构式如下所示：
6.权利要求4所述的一种聚合物在光学显示、信息加密、荧光成像、传感器和智能
7.一种薄膜，其特征在于，包括基材，以及通过溶液加工成膜的方式形成在基材表面的电致变色层；所述电致变色层采用权利要求4中的任一种或两种聚合物材料。
8.根据权利要求7所述的一种薄膜，其特征在于，所述溶液加工成膜中采用的溶剂为二氯甲烷、三氯甲烷、四氢呋喃、甲苯、二甲基甲酰胺中的任一种。
9.根据权利要求7所述的一种薄膜，其特征在于，所述基材选自氧化铟锡导电玻璃、氧化氟锡导电玻璃和聚对苯二甲酸乙二醇酯导电基板中的任一种。
10.一种器件，其特征在于，包含有权利要求6～9任一项所述的薄膜。
...【技术特征摘要】
1.一种单体，其特征在于，所述单体的结构式如下所示：
2.一种权利要求1所述的单体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：二苯甲酮和4-溴苯乙腈反应得到化合物ⅳ；4-硼酸三苯胺和化合物ⅳ发生suzuki偶联得到化合物ⅴ；化合物ⅴ通过n-溴代丁二酰亚胺溴化反应得到单体i；化合物ⅳ、化合物v和单体i的结构式如下所示：
3.一种权利要求1所述的单体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：二苯甲酮和4-溴苯乙腈反应得到化合物ⅳ；二苯胺和化合物ⅳ发生buchwald-hartwig反应得到化合物ⅵ；化合物ⅵ通过n-溴代丁二酰亚胺溴化反应得到单体ⅱ；化合物ⅳ、化合物ⅵ，单体ii的结构式如下所示：
4.一种聚合物，其特征在于，所述聚合物的重复单元如下所示：
5.权利要求4所述的一种聚合物的制备方法，其特征在于，所述聚合物由单体i与化合物...
【专利技术属性】
技术研发人员：邹辛欣，欧阳密，张金路，武文婧，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：发明
国别省市：
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