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导电聚合物电致变薄膜材料研究

涂亮亮  
【摘要】:电致变色材料是指在外界电场的作用下,材料发生氧化或还原导致其对光透射或反射产生可逆变化,在外观上表现为颜色的可逆变色现象。电致变色材料一般可分为无机材料和导电聚合物两大类,无机材料是最早被研究的电致变色材料,该类材料主要是指过渡金属氧化物如:WO_3、V_2O_5、NiO等,它们具有颜色对比度高、循环稳定性高、附着力强及热稳定性高等优点;导电聚合物是近十几年来逐渐受到关注的,该类材料因具有响应速度快、颜色变化丰富、易加工、易分子设计及成本低廉等优点而被认为是目前该领域研究的重点。近年来,由电致变色材料加工成的器件,诸如灵巧窗、防眩观后镜、显示器件、红外变发射器件等在相关领域显现出广阔的应用前景;其中红外变发射器件是电致变色器件应用中较特殊的一类,它主要利用了变色材料在外界电场作用下其导电性能会发生较大的改变这一特性,从而使得器件能够显现出动态的发射率,也即可变发射率现象。 本论文立足于制备薄膜同时具有电致变色和红外变发射性能,选择苯胺及其衍生物作为研究对象,实验中采用循环伏安方式制备了三类苯胺衍生物电致变色材料。通过考察该类薄膜材料相关的电致变色性能和8-14μm波段范围内的红外变发射性能,研究表明: ⑴采用循环伏安方式在ITO玻璃上制备得到了聚邻甲氧基苯胺、聚邻甲氧基苯胺-苯胺、聚邻甲氧基苯胺-邻硝基苯胺薄膜,所得到的薄膜表面均匀,与衬底结合牢固。 ⑵通过对聚邻甲氧基苯胺薄膜样品的性能考察,发现该薄膜样品能实现淡墨绿色-亮黄绿色-蓝色三种可逆的颜色变化现象,且褪色态、着色态响应时间均为2s,其褪色态-着色态最大透光率差值约为40%,8-14μm波段范围内的最大红外可变发射率达0.55。 ⑶通过对聚邻甲氧基苯胺-苯胺薄膜样品的性能考察,发现该薄膜样品能实现浅绿色-浅草绿色-蓝紫色三种可逆的颜色变化现象,且褪色态、着色态响应时间分别为3s和7s,其褪色态-着色态最大透光率差值约为60%,8-14μm波段范围内的最大红外可变发射率达0.47。 ⑷通过对聚邻甲氧基苯胺-邻硝基苯胺薄膜样品的性能考察,发现该薄膜样品能实现浅绿色-亮黄绿色-浅蓝色三种可逆的颜色变化现象,且褪色态、着色态响应时间均为3s和2s,其褪色态-着色态最大透光率差值约为35%,8-14μm波段范围内的最大红外可变发射率达0.43。


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