��文章编号:1000-582x(2001)02-0132-03�研究简报�电致变色聚苯胺透明薄膜�马�利1,何�艳1,田庆军1,左�哲2(1.重庆大学化学工程系,重庆�400044;2.重庆大学数理学院,重庆�400044)��摘�要:采用浸渍聚合化学法合成聚苯胺电致变色膜。研究和探讨了单体浓度、聚合时间、反应温度等因素对聚苯胺透明导电膜电学性能及其电致变色性的影响,确定了常温下在玻璃基片上直接合成具有电致变色性的聚苯胺膜的最佳工艺条件,并用模糊数学层次分析法对试验条件进行分析,得到了符合客观实际的多因素试验条件的权数分配。��关键词:聚苯胺;电致变色;层次分析��中图分类号:O631;O633�������文献标识码:A��电致变色是利用物质的电化学性质进行工作的。它是指在外加电压的感应下,物质的光吸收或光散射特性发生变化的现象。由于电场的原因,物质发生氧化--还原反应,引起其颜色的变化。而这种颜色的变化能够可逆地响应电场的变化,且具有开路记忆的功能[1]。自从1969年首次发现了WO3薄膜的电致变色现象以来,人们又发现了很多物质具有电致变色性能。尤其是高分子变色材料,由于其重量轻,易加工,电阻率可在较大范围内调节以及对环境的稳定性好等特点,成为人们广泛研究的重点。电致变色材料具有广阔的市场应用前景,这主要是因为其没有视角显示限制,且色彩丰富、响应时间快。有望用来取代液晶显示,研制出在一定范围内显示三原色的大屏幕彩电显示器,用作电视显示。此外,在军事伪装、智能材料等方面具有潜在价值。特别值得一提的是在智能窗方面的应用。智能窗系高技术器件,它利用平板玻璃外激励层来调节玻璃对光的透射和反射,从而调节通过玻璃的太阳光强度,使室内或车内光线柔和,温度舒适,起到少用空调和节能的功效[2,3]。而电致变色材料作为实际应用应该满足以下各方面的技术指标要求:1)具有良好的电化学氧化还原可逆性;2)颜色变化的响应时间快;3)颜色的变化应是可逆的;4)颜色变化灵敏度高;5)有较高的循环寿命;6)有一定的储存记忆功能;7)有较好的化学稳定性[4~8]。属于典型的具有共轭电子体系的聚苯胺(PAn),以其成本低,光学质量好,颜色转换快,循环可逆性好等优点倍受人们的关注。笔者采用浸渍聚合法合成聚苯胺,讨论了苯胺单体浓度、聚合时间、反应温度等条件对膜的电学和光学性能的影响;用模糊数学中层次分析法探讨了各试验条件对聚合物影响的重要程度(即权数分配),为确定最佳合成聚苯胺的工艺条件提供了有效的指导方法。1�实验方法1.1�主要试剂苯胺,分析纯;盐酸,分析纯;过硫酸铵,分析纯;蒸馏水。1.2�仪器晶体管直流稳压电源,WY-17B北京电子显示仪器厂;电动搅拌机(90W,4000r/min);毫安表。1.3�实验操作分别配制50ml苯胺酸性溶液和等体积同浓度的过硫酸铵溶液,搅拌使之充分溶解;然后将二者混合,放入干净的玻片,室温下进行搅拌。反应完成后,提出玻片,用HCl(1mol/L)溶液冲洗,浸泡20min,再冲洗晾干,即制得聚苯胺(PAn)电致变色薄膜。2001年3月�重庆大学学报�(自然科学版)Vol.24�No.2第24卷第2期JournalofChongqingUniversity(NaturalScienceEdition)Mar.2001�收稿日期:2000�04�30作者简介:马利(1958�),男,河北省石家庄人,重庆大学副教授。主要从事胶粘剂及导电高分子的研究。2�结果与讨论实验表明,体系的反应温度、聚合时间、盐酸浓度、苯胺单体浓度等对聚苯胺的导电性、电致变色性、膜的均匀稳定性等均有较大影响。2.1�反应温度的影响由于温度对反应体系和产物的结构、性能可产生影响,从而影响产物的电致变色性、透光性、导电性,试验结果见表1(导电性测量距离为1cm,电压10V以下如未特别说明,都采用这一标准)。表1�反应温度的影响温度导电性/mA膜的颜色电致变色性冰浴4.0绿色好室温3.5绿色较好35�0无色无��注:[NH2C6H5]=[(NH4)2S2O8]=0.15mol/L,反应1h,1mol/LHCl掺杂由表1可见,温度对电导性、电致变色性有明显影响,这是因为该氧化还原反应的活化能较低。随着反应温度升高,反应速度加快,聚苯胺的链长增加,分子量变大,粒径增大,膜的连续性降低,导电性明显下降。升高温度后,不溶不熔的聚苯胺颗粒在短时间里大量沉淀下来。这说明,反应温度过高,快速成长的大粒径聚苯胺难于吸附在玻璃表...
