● 摘要
导电高分子聚苯胺（polyaniiine， PAn）作为电致变色材料具有成本低、化学稳定性好、变色范围广、响应时间短、循环可逆性好等许多优点，但是由于聚苯胺在一般有机溶剂中溶解性差，使其在电致变色成膜方面遇到很多困难。研究发现，苯胺齐聚物拥有与聚苯胺材料相类似的光电性质，并且其在一般有机溶剂中具有较好的溶解性。因此可选择苯胺齐聚物作为电致变色材料。另外电致变色器件一般为两层透明导电膜电极之间夹着电致变色活性层和离子导体层结构，由于变色层和离子导体层材料性能的差异导致微观相分离，降低了离子在变色层和离子导体层之间的运动速率，从而使电致变色器件性能下降。因此本文拟合成更易自组装为柱状形貌的含苯胺齐聚物与离子传导材料——聚乙二醇的共聚物，旨在运用嵌段共聚物自组装技术，通过分子间非共价键相互作用自发形成规整的排列，使其能形成各自独立的变色层和离子导体层，并且借助这种分子的有序排列，进而实现离子的定向传输，以获得先进的电致变色功能材料。
本文首先通过氧化偶联反应，以4-氨基二苯胺为原料，制备出氨基封端的苯胺四聚体。以氨基封端的苯胺四聚体为基础，以2,4-二硝基苯磺酰氯为中间体，通过苯肼还原法使苯胺四聚体二氨基化，并与甲氧基聚乙二醇羧酸反应，得到新型苯胺齐聚物-PEG两嵌段共聚物。通过红外光谱、核磁氢谱、紫外-可见光谱等对反应历程中的各阶段产物进行了结构表征，并利用电化学工作站表征了各阶段产物电化学性能。采用自然铺展的方式制备得到了不同膜厚的均匀致密的嵌段共聚物薄膜，并测定了不同膜厚嵌段共聚物的电致变色性能。结果表明，该嵌段共聚物薄膜与基片的粘结性好，与电解质溶液接触不易脱落，在-0.2~0.8V的电压范围内就能实现从接近透明的淡黄色到灰绿色的颜色转变，同苯胺四聚体相比，这种嵌段共聚物薄膜具有较快的响应时间和较好的着色效率。
另外，本文还研究了单一溶剂和混合溶剂制备的嵌段共聚物溶液体系涂膜后的自组装结构，并针对单一溶剂制备的共聚物溶液体系考察了溶剂的选择、涂膜方法、温度和诱导溶剂等对自组装结构的影响。结果表明，THF和DMF单一溶剂体系制备的共聚物溶液采用滴涂法更易得到规整柱状形貌，升高温度和控制诱导溶剂的溶度参数能够促进得到规整的自组装结构。混合溶剂体系薄膜自组装结构易出现聚集，采用不同比例的混合溶剂得到的自组装结构相差较大。本文还研究了自组装结构与电致变色性能间关系，结果表明，自组装结构越规整，薄膜的电致变色性能越好。