基于超支化聚醚的聚合物电解质及电致变色材料

论文摘要

紫罗精，即N，N’-二取代-4，4’-联吡啶盐，可发生两步可逆性极好的氧化-还原反应，并伴随有明显的颜色变化，具有较好的电致变色性。但小分子紫罗精存在稳定性差、难成膜、着色态会从电极表面扩散等问题。超支化聚醚由于特有的结构，较低的玻璃化转变温度和非结晶性，可能是一类性能优异的电解质基体材料。因此，将4，4’-联吡啶引入到超支化聚醚中，既可保持联吡啶基团的电致变色性，又具有较好的稳定性和成膜加工性。本论文以环氧丙醇成了超支化聚醚，制备了超支化聚醚紫罗精，掺杂LiClO4后在ITO玻璃上光固化成膜，同时起到电致变色层，电解质层，离子存储层的作用，制备了三层全固态电致变色器件ECD。主要研究结果如下：1．采用环氧丙醇自缩合开环聚合合成了的非结晶性超支化聚醚，其玻璃化转变温度为-38.1℃；大分子末端的大量羟基可以转化为反应性官能团。2．在改性后的反应性超支化聚醚中掺杂LiClO4后制得了可紫外光固化的电解质薄膜，薄膜的室温电导率为1.6×10-5／cm，盐含量对其电导率影响较大，这种固体电解质薄膜的制备过程简单，无污染。3．制备了超支化聚醚紫罗精，其氧化-还原电位分别为E1=-0.363v，E2=-0.747v，具有良好的耐光电疲劳性；溶液中电氧化还原法的第一还原态分子主要以缔合体存在，呈现紫色；薄膜的光氧化还原的第一还原态分子主要以单分子存在，呈现蓝色。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 电致变色材料
• 1.3 电致变色器件的工作原理
• 1.4 电致变色窗的各层材料
• 1.4.1 透明导电层
• 1.4.2 电致变色层
• 1.4.3 对电极层
• 1.4.4 电解质层
• 1.5 电致变色器件的表征与评价
• 1.6 论文的研究思想
• 第二章 实验部分
• 2.1 试剂及处理
• 2.2 实验步骤
• 2.2.1 超支化聚醚的制备
• 2.2.2 超支化聚醚的羧化
• 2.2.3 接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯
• 2.2.4 超支化聚醚紫罗精的合成
• 2.3 分析测试方法
• 2.4 主要物质简称
• 第三章 聚合物固体电解质的制备与性能的研究
• 3.1 HB-PE的合成与表征
• 3.1.1 HB-PE的合成
• 3.1.2 HB-PE的表征
• 3.2 HB-PE的改性与表征
• 3.2.1 HB-PE的改性
• 3.2.2 改性HB-PE的表征
• 3.3 聚合物固体电解质的制备
• 3.4 聚合物固体电解质性能表征
• 3.4.1 红外光谱
• 3.4.2 DSC
• 3.4.3 TG
• 3.4.4 XRD分析
• 3.4.5 离子电导率的分析
• 第四章 超支化聚醚紫罗精的合成与表征
• 4.1 超支化聚醚紫罗精的合成
• 4.2 紫罗精的变色机理
• 4.3 超支化聚醚紫罗精的表征
• 4.3.1 元素分析
• 4.3.2 电化学性能
• 4.3.3 超支化聚醚紫罗精膜的光致变色性能的测定
• 4.3.4 超支化聚醚紫罗精的电致变色性能的测定
• 4.3.5 紫罗精电氧化还原与光氧化还原方法的比较
• 4.3.6 TGA
• 4.4 电致变色器件的制备
• 第五章 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文
• 致谢