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研究生: 張淑娟
Shu-chuan Chang
論文名稱: 具有高電致變色穩定性及多顏色變化之新型聚醯胺
High Stable Electrochromism and Multicolor of New Polyamides
指導教授: 陳燿騰
Yaw-Terng Chern
口試委員: 華沐怡
Mu-Yi Hua
劉舜維
Shun-Wei Liu
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 工程學院 - 化學工程系
Department of Chemical Engineering
論文出版年: 2013
畢業學年度: 101
語文別: 中文
論文頁數: 97
中文關鍵詞: 電致變色. 聚醯胺三苯胺多顏色
外文關鍵詞: Multicolor
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  • 本研究成功合成兩系列新的主鏈型三苯胺電致變色材料,由新的二胺單體分別與不同二酸進行聚縮合反應合成3與6系列之聚醯胺。這些新合成的聚醯胺高分子薄膜皆有高的玻璃轉移溫度(236~276 oC),於氮氣環境下重量損失10%的溫度高於425 oC,顯示其具有良好的熱穩定性。
    3系列聚醯胺具有良好的電化學穩定性,且有明顯多顏色變化、短的著色與去色時間。3a在第一階氧化態NIR呈現高的顏色對比(△T% = 53.5 %),好的著色效率(CE = 238 cm2/C)與好的電活性穩定性(可承受4000次開關測試),在吸收波長595 nm下量測,從中性態到完全氧化態的穿透改變量為58.4%,並有高的著色效率(376 cm2/C)。
    6系列聚醯胺是由二胺單體(5)與三種二酸聚合而成,6系列對有機溶劑具有好的溶解性,例如可溶於N-methyl-2-prrolidinone(NMP) 、N,N-dimethyl-acetamide (DMAC) 與o-Chlorophenol等溶劑。6系列薄膜呈現非常好的電致變色穩定性,且有高對比及呈現多顏色變化、短的著色與去色時間。6a在第一階氧化態之NIR呈現高對比(△T% = 59.2 %),好的著色效率(CE = 237 cm2/C)與高的電活性穩定性(經過15000次開關測試,其著色效率只衰減2.60 %)。
    兩系列主鏈型聚醯胺因含有不同側基取代而呈現不同的顏色變化,施加電壓由0至1.3V,例如3a的顏色變化由中性態無色到氧化態的黃綠色、紫色、藍色,而6a的顏色變化由中性態無色到氧化態的草綠色、綠色、藍色,由此可確認側取代基改變可以達到調色效果。


    Two series of new polyamides based on triphenylamine, showing anodically electrochromic characteristic were synthesized from the polycondensation reaction of two new diamine monomers with various commercially available aromatic dicarboxylic acids, respectively. These aromatic polyamides had good thermal stability associated with their high glass-transition temperatures(236~276oC), and 10% weight-loss temperatures in excess of 425℃.
    The polyamides 3 derived from the diamine 2 showed reversible electrochemical oxidation accompanied by multicolor change and rapid switching time. At the first oxidation stage, the polyamide film 3a revealed high contrast ratio (△T% = 53.5 %) and good coloration efficiency in NIR region (CE=238 cm2/C) with electrochromic stability (more than 4000 cyclic switches).The optical transmittance change (△T%) at 595 nm between the neutral state and the fully oxidized state is 58.4%, and the coloration efficiency is as high as 376 cm2/C.
    The polyamides 6 derived from the diamine 5 were highly soluble in organic solvent such as N-methyl-2-prrolidinone(NMP), N,N-dimethyl-acetamide (DMAC), and o-Chlorophenol. These polymer films showed excellent electrochromic stability with high contrast ratio, multicolor change and rapid switching time. At the first oxidation stage, the polyamide film 6a revealed high contrast ratio (△T% = 59.2 %) and good coloration efficiency NIR(CE=237 cm2/C) region with excellent reversible electrochemical cycling stability(over 15000 times within 2.60% loss relative to its initial CE).
    Two series main-chain type triphenylamines with different side group revealed different color change. When applied a potential ranging from 0.0 to 1.3 V, the color change of 3a from colorless neutral state to yellow-green, purple and blue. And the color change of 6a from colorless neutral state to grass green, green and blue.

    摘要…………………………………………………………………I Abstract……………………………………………………………III 目錄…………………………………………………………………V 表索引………………………………………………………………VII 圖索引………………………………………………………………VIII 第一章 緒論………………………………………………………..1 1-1 前言……………………………………………………….. 1 1-2 電致變色簡介…………………………………………….. 2 1-2-1 電致變色材料……………………………………2 1-2-2 電致變色元件…………………………………..7 1-3 聚醯胺簡介與合成……………………………………….. 10 1-4 含三苯胺聚合物的電致變色材料……………………….. 12 1-5 Charge-Transfer Transitions in Triarylamine Mixed-Valence…………………………………………... 16 1-6 研究動機………………………………………………….. 17 第二章 實驗………………………………………………………..18 2-1 實驗藥品………………………………………………….. 18 2-2-1 溶劑材料純化……………………………………21 2-2 製備單體………………………………………………….. 22 2-3 製備聚醯胺……………………………………………….. 26 2-4 製備薄膜………………………………………………….. 27 2-4-1 清洗ITO玻璃…………………………………….27 2-4-2 塗佈及成膜過程…………………………………27 2-5 電致變色元件製作……………………………………….. 28 2-6 單體鑑定及聚合物之化性與物性分析………………….. 29 第三章 結果與討論…………………………………………......32 3-1 單體與聚醯胺合成及其固有黏度測試………………….. 32 3-2 溶解度測試……………………………………………….. 38 3-3 熱性質測試……………………………………………….. 39 3-4 光學及電化學性質…………………………….............40 3-5 光譜電化學性質………………………………………….. 43 3-6 電致變色穩定性………………………………………….. 46 3-7 側取代基不同對電致變色材料顏色的影響…………….. 49 第四章 結論………………………………………………………..50 第五章 參考文獻…………………………………………………..51

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    無法下載圖示 全文公開日期 2018/07/31 (校內網路)
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