具有自修復(fù)功能的電致變色材料及器件研究.pdf

1、電致變色是指薄膜在較低電壓刺激下產(chǎn)生的可逆光學(xué)吸收/透過率改變的現(xiàn)象。具有自修復(fù)功能的電致變色材料是一種同時(shí)具有電致變色和自我愈合性能的高級智能仿生材料，實(shí)際應(yīng)用中，該材料可對因摔落、老化、自然環(huán)境刺激等多種原因造成的裂紋進(jìn)行自我修復(fù)，大大延長了其使用壽命，節(jié)約資源及使用成本。
　　本論文目標(biāo)為制備同時(shí)具有電致變色功能和自修復(fù)功能的薄膜。將三苯胺（TPA）變色單元與呋喃/馬來酰亞胺修復(fù)對作為功能單體，采用化學(xué)聚合的方法得到兩種新型

2、材料。首次將修復(fù)功能植入到電致變色材料中，測試知所得到的薄膜顏色變化豐富，自修復(fù)效率高，具體過程如下：
　　1、將TPA二胺衍生物與糠醛反應(yīng)得具有雙呋喃官能團(tuán)的化合物TPF，后與N,N'-(4,4'-亞甲基二苯基)雙馬來酰亞胺（MA）以1：1聚合得到線性聚合物TPFMA。滴涂于ITO玻璃上形成了TPFMA薄膜。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，該薄膜可發(fā)生黃色到紅色的可逆變化，著色響應(yīng)時(shí)間為10s，褪色為12s。DSC曲線上有一對強(qiáng)烈的吸/放熱峰，1

3、50℃處材料中的DA共價(jià)鍵解交聯(lián)使聚合物變?yōu)閱误w吸收熱量，80℃時(shí)發(fā)生DA反應(yīng)單體再次聚合放出熱量。在130℃的熱處理下，黃色薄膜表面劃痕（3.24mm×0.04mm）206s消失，紅色薄膜刀痕219s修復(fù)，修復(fù)效率達(dá)到72％。
　　2、為提高修復(fù)效率以及顏色變化種類，具有雙TPA單元的二胺衍生物與糠醚化合為四個(gè)呋喃官能度的產(chǎn)物PPF，與MA以1：2的摩爾比合成了更高交聯(lián)程度的網(wǎng)狀聚合物PPFMA。表征PPFMA薄膜的電致變色和自

4、修復(fù)性能知，該膜在電壓驅(qū)動下能實(shí)現(xiàn)黃色、綠色和藍(lán)色的可逆顏色變化，隨著電壓的升高在600nm、1000nm處產(chǎn)生兩個(gè)較寬的吸收峰，動力學(xué)循環(huán)60圈后仍具有良好的電化學(xué)穩(wěn)定性，最大光學(xué)透過率變化達(dá)到42.7%。著色效率為72cm2 C-1，著色和褪色響應(yīng)時(shí)間分別12.8s，13.5s。薄膜自修復(fù)效率提高至74%，在221s內(nèi)三種顏色（黃、綠、藍(lán)）的薄膜均可使劃痕（約3.00mm×0.07mm）修復(fù)。
　　3、封裝得到的硬質(zhì)PPFMA