【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于聚合物电致变色材料领域，具体涉及一种共轭聚合物及其制备方法和应用。
技术介绍
1、电致变色材料在外加电场的作用下，能够实现光学性质(颜色、反射率、透过率)的可逆转变。有机电致变色材料因其分子结构的可设计性能实现丰富的光谱调控，进而在动态光谱调控领域展现出较好的应用前景。其中，聚合物电致变色材料因其低成本、多功能性、灵活性和优异性能而受到关注。新型高效有机聚合物的设计关键在于调控其光电性质和分子堆积性能。
2、尽管目前在聚合物的结构设计方面取得了很大的进展，导电聚合物电致变色材料也有其自身的局限性，如部分聚合物稳定性较差，光学对比度低等，因此，有必要开发稳定性好且电致变色性能优异的聚合物电致变色材料。
技术实现思路
1、本专利技术旨在至少解决上述现有技术中存在的技术问题之一。为此，本专利技术提出一种共轭聚合物。该共轭聚合物以三氟甲基苯或三氟甲氧基苯作为共轭受体单元，两侧连接强给电子edot单元，使得到的共轭聚合物具有更宽的氧化还原峰和更好的氧化还原活性，在用于电致变色材料时具有良好的光学对比度以及响应时间快、着色效率高、稳定性好等特点。
2、本专利技术还提出一种共轭聚合物的制备方法。
3、本专利技术还提出一种电致变色材料。
4、本专利技术还提出一种共轭聚合物在电致变色器件中的应用。
5、根据本专利技术的一个方面，提出了一种共轭聚合物，其结构式如式(i)或式(ii)所示：
6、
7、式(1
8、本专利技术中，苯基单元上的三氟甲基或三氟甲氧基取代不仅加深了单体及其聚合物的homo能级，而且提高了光学带隙。本专利技术的三氟甲基和三氟甲氧基取代在调节有机半导体π电子行为中有几个优势：(1)柔性氟化基团由于独特的物理化学性质(较强的诱导效应和超共轭效应)有助于提高聚合物的溶解度和电化学稳定性；(2)具有很强的吸电子效应，在不同的电压下聚合物具有更明显的光谱吸收变化；(3)氟化基团容易获得，且合成简单和成本低廉。
9、本专利技术提供的三氟甲基苯或三氟甲氧基苯连接edot单元的共轭聚合物，由于-cf3高电负性值(高达3.5)，且f原子增强了分子间c-f…h,f…s,c-f…π的相互作用，对聚合物的光电性能、能级、平面度和结晶度都有各种积极的影响，因此本专利技术的共轭聚合物具有较好的电化学稳定性、光学对比度和较短的响应时间。
10、本专利技术的共轭聚合物通过在三氟甲基苯或三氟甲氧基苯的2、5号位点或3、5号位点连接强给电子基团edot，在用于电致变色材料时具有带宽低、颜色丰富、响应时间快、着色效率高、等特点。
11、根据本专利技术的再一个方面，提出了上述共轭聚合物的制备方法，所述共轭聚合物由活性前驱体通过电化学聚合方法制备得到；所述活性前驱体的结构式如式(1)或式(2)所示：
12、
13、本专利技术的制备方法简单，原料易得，生产成本低，易于工业化大规模生产。
14、在本专利技术的一些实施方式中，所述活性前驱体的制备方法包括：在惰性气体的保护下，将受体化合物与edot的锡烃化合物在催化剂和溶剂中进行stille或suzuki交叉偶联反应，即得到所述活性前驱体；
15、其中所述受体化合物为2,5-二溴三氟甲基苯、3,5-二溴三氟甲基苯。
16、在本专利技术的一些实施方式中，所述惰性气体包括氩气或氮气。
17、在本专利技术的一些实施方式中，edot的锡烃化合物为5-三丁基锡-3,4-乙烯基二氧噻吩，即三丁基(2,3-二氢[3,4-b][1,4]二恶英-5-基)锡烷。
18、在本专利技术的一些实施方式中，所述催化剂包括四三苯基膦钯(pd(pph3)4)或双三苯基磷二氯化钯(pd(pph3)2cl2)中的至少一种。
19、在本专利技术的一些实施方式中，所述溶剂包括甲苯、n,n-二甲基甲酰胺(dmf)中的至少一种。
20、在本专利技术的一些实施方式中，受体化合物、edot的锡烃化合物与催化剂的摩尔比为1:2～3:0.03～0.1；在本专利技术的一些实施方式中，受体化合物、edot的锡烃化合物与催化剂的摩尔比为1:2～3:0.04～0.07；例如，1:2.5:0.05。
21、在本专利技术的一些实施方式中，所述stille或suzuki交叉偶联反应反应的温度为100℃～120℃；例如，可以为约100℃、约105℃、约110℃或约120℃。
22、在本专利技术的一些实施方式中，所述stille或suzuki交叉偶联反应反应的时间为24h～48h；例如可以约24h、约28h、约32h、约36h、约40h或约48h。
23、根据本专利技术的一些具体的实施方式，通过以下反应方程式中的任一种制备活性前驱体：
24、
25、在本专利技术的一些实施方式中，所述活性前驱体的制备方法还包括将反应得到的产物进行纯化的步骤，包括但不限于旋转蒸发、减压蒸馏以及柱层析(例如通过硅胶层析柱层析)等。
26、在本专利技术的一些实施方式中，所述电化学聚合方法包括以含有所述活性前驱体的溶液作为电解质溶液，在由参比电极、对电极和工作电极组成的三电极体系中进行电沉积得到所述共轭聚合物的薄膜材料。
27、在本专利技术的一些实施方式中，工作电极包括玻碳电极或ito导电玻璃，对电极包括铂电极(例如铂丝)，参比电极包括ag/agcl电极。
28、在本专利技术的一些实施方式中，所述电化学聚合方法在保护性气体中进行。
29、在本专利技术的一些实施方式中，所述保护性气体包括氩气或氮气。
30、在本专利技术的一些实施方式中，所述电解质溶液还包括溶剂。
31、在本专利技术的一些实施方式中，所述溶剂包括二氯甲烷(ch2cl2)、三氯甲烷(chcl3)或乙腈(mecn)中的至少一种。
32、在本专利技术的一些实施方式中，所述电解质溶液中还含有支持电解质。
33、在本专利技术的一些实施方式中，所述支持电解质包括四丁基六氟磷酸铵(bu4npf6)、四丁基四氟硼酸铵(bu4nbf4)或高氯酸锂(liclo4)中的至少一种。
34、在本专利技术的一些实施方式中，所述电解质溶液中活性前驱体的浓度为0.001～0.01mol·l-1；例如约0.001mol·l-1、约0.002mol·l-1、约0.005mol·l-1、约0.008mol·l-1或约0.01mol·l-1。
35、在本专利技术的一些实施方式中，所述支持电解质的浓度为0.05～0.15mol·l-1。优选地，支持电解质的浓度为0.075～0.125mol·l-1；在更优选的实施方式中，支持电解质的浓度为约0.1mol·l-1。
36、在本专利技术的一些具体的实施方式中，上述苯衍生物连edot的共轭聚合物通过以下反应方程式中的一种制备：
37、
38、在本专利技术的一些实施方式中，所述电化学聚本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种共轭聚合物，其特征在于，其结构式如式(I)或式(II)所示：
2.如权利要求1所述的共轭聚合物的制备方法，其特征在于，所述共轭聚合物由活性前驱体通过电化学聚合方法制备得到；所述活性前驱体的结构式如式(1)或式(2)所示：
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述活性前驱体的制备方法包括：在惰性气体的保护下，将受体化合物与EDOT的锡烃化合物在催化剂和溶剂中进行Stille或Suzuki交叉偶联反应，即得到所述活性前驱体；
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述惰性气体包括氩气或氮气；
5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，其中受体化合物、EDOT的锡烃化合物与催化剂的摩尔比为1:2～3:0.03～0.1；
6.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述电化学聚合方法包括以含有所述活性前驱体的溶液作为电解质溶液，在由参比电极、对电极和工作电极组成的三电极体系中进行电沉积得到所述共轭聚合物的薄膜材料；所述工作电极包括玻碳电极或ITO导电玻璃，所述对电极包括铂电极，所述参比电极包括Ag
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述电解质溶液还包括溶剂；所述溶剂包括二氯甲烷、三氯甲烷或乙腈中的至少一种；
8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述电化学聚合方法采用恒电位法、恒电流法或循环伏安法进行电沉积；
9.一种电致变色材料，其特征在于，其包括权利求1所述的共轭聚合物或权利要求2-8中任一项所述的制备方法制备得到的共轭聚合物。
10.如权利要求1所述的共轭聚合物或如权利要求2-8中任一项所述的制备方法制备得到的共轭聚合物在电致变色器件中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种共轭聚合物，其特征在于，其结构式如式(i)或式(ii)所示：
2.如权利要求1所述的共轭聚合物的制备方法，其特征在于，所述共轭聚合物由活性前驱体通过电化学聚合方法制备得到；所述活性前驱体的结构式如式(1)或式(2)所示：
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述活性前驱体的制备方法包括：在惰性气体的保护下，将受体化合物与edot的锡烃化合物在催化剂和溶剂中进行stille或suzuki交叉偶联反应，即得到所述活性前驱体；
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述惰性气体包括氩气或氮气；
5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，其中受体化合物、edot的锡烃化合物与催化剂的摩尔比为1:2～3:0.03～0.1；
6.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述电化学聚...
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