电活性高分子材料 2.pptx

1、第三章 电活性高分子材料,第一节 概 述 1、电活性高分子材料在电参数作用下，由于材料本身组成、构型、构象 或超分子结构发生变化，表现出的特殊物理和化学性 质的高分子材料。,2、电活性高分子材料类型至目前，电活性高分子材料包括以下主要类型：导电高分子材料第2章高分子驻极体材料-在电场作用下，材料永久或半永久极化现象。高分子电致变色材料-高分子电致发光材料-高分子介电材料-在电场作用下，材料极化能力大大提高，以极化方式贮存电荷的高分子材料。高分子电极修饰材料-对电极表面进行修饰，改变其性质，提高使用效果。,第二节 高分子驻极体和压电、热电现象,一、高分子驻极体概述1、高分子驻极体通过电场或电荷注

2、入方式将绝缘体极化，其极化状 态在极化条件消失后能半永久性保留的材料称为驻极 体(cLcctret)。具有这种性质的高分子材料称为高分 子驻极体(potymeric electret)。,2、高分子驻极体的结构特征（电荷分布）高分子驻极体实际上是带有相对恒定电荷的带电体。表面电荷真实电荷（要求材料本身具有很高的绝缘性能）,驻极体电荷,体电荷,极化电荷（要求材料的分子内部具有比较大的偶极矩，并且 在电场作用下偶极矩能够定向排列形成极化电荷）,3、高分子驻极体的主要类型根据目前研究现状，主要有两类高分子材料。、一类是高绝缘性非极性聚合物，如聚四氟乙烯 和氟乙烯与丙烯的共聚物，它的高绝缘性保证了良好

3、 的电荷储存性能。、另外一类是强极性聚合物，如聚偏氟乙烯，这 类物质具有较大的偶极短。两类材料都表现出很强的压电和热电性质。事实上，很多材料都具有压电、热电性能。但是只有 那些压电常数及热电常数值较大的材料才成为压电材 料或热电材料。如表4-1所示。,在有机聚合物中经拉伸的聚偏氟乙烯（PVDF)的压电常数 最大，具有较高实用价值。4、高分子驻极体的特性目前研究和使用最多的驻极体是陶瓷和聚合物类驻 极体。其中，聚合物类驻极体具有储存电荷能力强，频率相应范围宽，容易制成柔性薄膜等性质，具有很 大的发展潜力。,二、高分子驻极体的压电、热电作用原理,在驻极体的许多性质中，比较重要的是压电和热电性质。1

4、、压电性质当材料受到外力作用时产生电荷，该电荷可以被测定或输 出；反之，当材料在受到电压作用时（表面电荷增加），材料会 发生形变，该形变可以产生机械功，这种物质称为压电材料。2、热电性质当材料自身温度发生变化时，在材料表面的电荷会发生变 化，该变化可以测定；反之，当材料在受到电压作用时（表面电 荷增加），材料温度会发生变化，这种物质称为热电材料。3、压电、热电作用机理有多种机理解释。其中，主要以材料中具有“结晶区被无序 排列的非结晶区包围”这种假设为基础。,、在晶区内，分子偶极矩相互平行，这样极化电荷被集中 到晶区与非晶区界面，每个晶区都成为大的偶极子。、假设材料的晶区和非晶区的热膨胀系数不同

5、，并且材料 本身是可压缩的。这样当材料外形尺寸由于受到外力而发生形变时（或温度变 化时），带电晶区的位置和指向将由于形变而发生变化，使整个 材料总的带电状态发生变化，构成压电（热电）现象。如下图：,三、高分子驻极体的形成方法高分子驻极体的制备多采用物理方法实现。最常见的形成方法包括热极化、电晕极化、液体接 触极化、电子束注入法和光电极化法。1、热极化法形成法是制备极化型高分子驻极体的主要方法。,形成过程：在升高聚合物温度的同时，施加高电场，使 材料内的偶极子指向化，在保持电场强度的同 时，降低材料温度，使偶极子的指向性在较低 温度下得以保持，而得到的高分子驻极体。,影响因素：温度极化时材料的温

6、度应达到该聚合物的玻璃化温度 以上，熔点以下。极化后材料温度则要降低到室 温或玻璃化转变温度以下。对聚四氟乙烯，温度在150200之间，对PVDF,温度应保持在0120 之间。电场电场越强、极化过程越快、极化程度越大。,材料位置和电极形状电极形状直接影响材料的极化均匀性。当聚合 物沉积在电极表面时，电荷可以通过电极注入 材料内部，使驻极体带有真实电荷。如果聚合物与电极保持一定间隔，可以通过空 气层击穿放电，给聚合物表面注入电荷。因此 热极化过程经常是一个多极化过程。极化装置结构 特点：极化得到的极化取向和电荷累积可以保持较长 时间。,2、电晕放电极化法是制备电荷注入型高分子驻极体的主要方法。形

7、成过程：在两电极(其中一个电极做成针型)之间施加数千伏的 电压，发生电晕放电，依靠这种放电在绝缘聚合物表 面注入电荷，形成高分子驻极体。,技术要点：、为了使电流分布均匀和控制电子注入强 度，需要在针状电圾与极化材料之间放置金属 网，并加数百伏正偏压。、除了电晕放电法以外，其他的放电方法，如火花放电、唐深德放电也可以应用。后两种 方法可在聚合物表面累积较大密度的电荷，提 高极化强度。电晕放电极化法适合小体积驻极 体的制备过程。特点：优点-方法简便，不需要控制温度；缺点-稳定性不如热极化形成法。,3、液体接触极化法属于实电荷注入法，得到的高分子驻极体表面带有 电荷。极化过程：通过一个软湿电极将电荷

8、从金属电极传导到聚合物 表面，从而达到极化目的。在金属电极表面包裹一层由某种液体润湿的软布，聚合物背面制作一层金属层，在电极与金属层之间 施加电压，使电荷通过润湿的包裹层传到聚合物表 面。该湿电极可以在机械装置控制下，在材料表面扫描 移动，使电荷分布到整个材料表面。当导电液体挥 发，移开电极之后，电荷被保持在聚合物表面。,要点：1、电极施加的电压大小，不仅要考虑极化的需 要，还要考虑电荷传输过程中克服液体和聚合 物界面双电层的需要。2、考虑到挥发性、润湿性和使用方便，电极润 湿用液体多为水和乙醇。,优点：,方法简单，易控 制，电荷分布均 匀，能获得大面 积驻极体材料。,4、电子束注入法通过电子

9、束发射源将适当能量的电子直接注入到合 适厚度的聚合物中。可以得到具有体电荷的高分子驻极体，主要是由于 电子束具有较高的能量，可以穿透材料表面。要点：电子束的能量和被极化材料的厚度应该配合好，防 止电子能量过高而穿过聚合物膜。聚合物厚度与穿 透电子的能量有一定关系。为了使电子束在材料表面均匀注入，需要在电子束 运行途中加入扫描或者散焦装置。,该方法己经被用来给厚板型聚合物和薄 膜型材料注入电荷。,5、光驻极体形成法使用光作为激发源产生驻极体。理论依据：如果在电场存在下，使用可见光或者紫外光照射光 导材料，由于光照射产生的载流子被电场分离，并 被俘获，会产生永久性极化。电荷可以是分布在电极和聚合物

10、界面上的两个分离 的，符号相反的双电荷分布区，也可以是分布于材 料内部的单电荷分布区。应用于无机和有机光导体的电荷注入过程，其中最 重要的高分子光导体是聚乙烯基咔唑与芴酮共聚物。,四、高分子驻极体的分析测试和研究方法1、有效表面电荷密度测定法剖析式电容法（经典方法）电容探针法（改进的方法）动态电容法补偿法热脉冲法极化与退极化电流法,2、电荷分布测定方法适用于较厚片状样品的切割法可剖析式法拉第杯法感应退极化组合法光辐射释放法热脉冲法电荷补偿法间接测量电荷分布法,激光感应压力脉冲法散光强度调制法,新方法，分辨率可达 微米量级,五、高分子驻极体的应用高分子驻极体由于其特殊结构和荷电状态，使其具 有静

11、电作用、热电性质、压电性质和铁电性质。与相应的陶瓷类材料相比，聚合物型驻极体具有柔 性好、成本低、材料来源广、频率响应范围宽、成 型加工相对容易的特点，因而在许多领域获得应用，并且仍在迅速发展。,1、制作驻极体换能器件 利用压电和热电特性。麦克风-将声音引起的声波振动转换成电信号。驻极体耳机、血压计、水下声纳、超声波探头等均如此。2、制作驻极体位移控制和热敏器件利用压电效应，驻极体薄膜会发生弯曲，因此 可以制作电控位移元件。如，光学纤维开关、磁 头对准器、显示器件等。利用热电效应，可以制作测温器件。如，红外 传感器、火灾报警器、非接触式高精度温度计和 热光导摄像管等。,3、高分子驻极体在生物医

12、学领域的应用构成生物体的基本大分子都储存着较高密度的偶极子和 分子束电荷。即，驻极体效应是生物体的基本属性。因此，驻极体材料是人工器官材料的重要研究对象之一。可明显改善植入人工器官的生命力及病理器官的恢复，同 时具有抑菌能力，增加人工器官置换手术的可靠性。4、在净化空气方面的应用高分子驻极体表面带有电荷，利用静电吸附原理可对多 种有害物质有吸附作用，可以作为空气净化材料。如，多孔状或者无纺布形式-空气净化过滤器；聚丙烯 驻极体纤维-卷烟过滤嘴（可替代醋酸纤维）。,第三节 电致发光高分子材料,一、电致发光高分子材料概述1、电致发光高分子材料当施加电压参量时，能够将电能直接转换成光能量 的功能高分

13、子材料称为电致发光高分子材料。其中电 致发光又称电致荧光现象。2、电致发光与电热发光的差异电热发光：由于材料的电阻热效应，使材料本身温度升 高，产生热激发发光，属于热光源，如常见的白炽灯。电致发光：电激发发光过程，发光材料本身发热并不明 显，属于冷光源，如常见的发光二极管。,2、电致发光高分子材料发展史,20世纪初发现SiC晶体在电场作用下的发光 现象。在此基础上开发出各种无机半导体电致 发光器件。60年代发现非晶态的有机电致发光材料。90年代初发现导电聚合物的电致发光现象。,至此，聚合物薄膜型电子发光器件成为研 究的主流。,3、电致发光高分子材料的特点、通过成份、结构等改变，能得到不同禁带宽

14、度 的发光材料，从而获得包括红、绿、蓝三基色的全谱 带发光。、具有驱动电压低、低耗、宽视角、响应速度快、主动发光等特性。、材料的玻璃化温度高、不易结晶，具有挠曲性、机械强度好。、具有良好的机械加工性能，并可用简单方式成 膜，很容易实现大面积显示。、聚合物电致发光器件具有体积小、重量轻、制 作简单、造价低等特点。,二、聚合物电致发光器件结构和发光机理,根据电致发光器件的结构原理，在其中使用的主要 材料包括电子注入材料(阴极材料)、空穴注入材料(阳极材料)、电子传输材料、空穴传输材料和荧光 转换材料(发光材料)。为了提高性能，还加入诸如荧光增强填加剂和三线 激发态发光材料等辅助材料。前者是为了提高

15、器件 的光量子效率，后者是为了使相对稳定，不易以光 形式耗散的三线激发态发出可见光。其中，电子传输材料、空穴传输材料和荧光转换材 料都可以用有机功能高分子材料来制作。,1、聚合物电致发光器件结构电子发光材料与其他功能高分子材料不同，其性能 的发挥在更大程度上依赖于组成器件的结构和相关器 件的配合。,电致发光器件结构一般采用以下三种基本方式：（图4-7）电荷传输层：主要作用是平衡电子和空穴的传输，使电子和空穴 两种载流子能够恰好在发光层中复合形成激子发光。发光层：承担荧光转换的作用。,2、聚合物电致发光机理仍然沿用无机半导体的发光理论。（1）发光过程：、由正、负电极注入载流子（空穴和电子）；、在

16、电场作用下，载流子（空穴和电子）向有机 相层传输；、空穴和电子在发光层中复合构成激子-高能态 中性粒子；（激子是处在激发态能级上的电子与处在 价带中的空穴通过静电作用结合在一起的高能态中性 粒子）、激子的能量发生转移并以光的形式发生能量耗 散（发光）。,（2）电能和光能的转换由电能产生的激子属于高能态物质，其能量可以 将发光分子中的电子激发到激发态。激发态电子 通过一定的途径进行能量耗散。,能量耗散方式：通过振动弛豫、化学反应等非光形 式耗散；通过荧光历程，以 发光形式耗散，即 电致发光；磷光形式耗散，但不明显。,（3）电致发光的量子效率放出的荧光能量占激发过程吸收的总能量之比为 电致发光的量

17、子效率。理论上，电致发光的效率存在着一个极限，一般 情况下为25%。这是因为对于常见共扼型电致发 光材料，产生单线激发态和三线激发态的比值约 为1：3。（4）发光效率的影响因素发光效率与材料的光致发光效率、产生激子的载 流子比率、载流子复合产生单线态激子的比率和 器件外部发光的比率均成正比。,材料的光致发光效率材料的固有性质，只与材料的分子结构和超分子结 构有关。可以通过分子设计，改变分子结构提高 光致发光效率。产生激子的载流子比率载流子能否有效产生激子是电致发光器件结构设计 中的重要因素。生成激子必须依靠电子和空穴的有效复合，而复 合区域又必须发生在发光层内才有效。对多数有 机材料来讲，其对

18、电子和空穴的传输能力并不相 同，造成载流子不能有效复合。因此，在器件中 加入电子传输层或空穴传输层是提高发光效率的 重要方法。,（5）载流子的注入效率,要实现载流子的注入，必须保证注入电极与发光 材料或载流子传输材料的能量匹配。一般利用电 极与有机材料界面的势垒来控制载流子的注入。势垒的高低取决于有机材料和电极材料的功函数 差值。需满足的关系图为了利于载流子的 注人，应尽量采用 高功函的空穴注入 电极和低功函的电 子注入电极。,3、电致发光光谱电子发光的光谱性质依赖于发光材料的 价带（在分子中的键最低空轨道）与导 带（在分子中的键最高占有轨道）之间 的能隙宽度，即禁带宽度。禁带宽度是激子能量进

19、行荧光耗散时 的能量，它决定了电致发光的发光波长。利用分子设计，调整能隙宽度，可以制 备出发出各种波长光的电致发光材料。,三、高分子电致发光材料种类根据电致发光器件的结构，电致发光用材料包括荧 光转换材料（发光层）、载流子传输材料（载流子传 输层）和载流子注入材料（载流子注入电极）。1、载流子传输材料包括电子传输材料和空穴传输材料。、电子传输材料要求：具有良好的电子传输能力和与阴极相匹配的导 电能级，以利于电子的注入。同时易于向荧光转换层 注入电子，其激态能级能够阻止发光层中的激子进行 反向能量交换。有机电子传输材料 高分子电子传输材料,A、有机电子传输材料主要是金属有机络合物。如，8-羟基喹

20、啉衍生物的铝、锌、铍等的络合物，恶二唑衍生物PBD等。B、高分子电子传输材料聚吡啶类的PPY、奈内酰胺聚合物4-AcNI、聚苯乙烯磺酸钠 等。,、空穴传输材料要求：具有良好的空穴传输能力和与阳极相匹配的导 电能级，以利于载流子空穴的注人。同时向荧光转换 层注人空穴，其激态能级最好也能够高于发光层中的 激子。具有较高的玻璃化转变温度。相比于电子传输材料还未普遍使用。包括有机空穴 传输材料和高分子空穴传输材料。A、有机空穴传输材料主要有芳香二胺类TPD和NPB及其衍生物。B、高分子空穴传输材料主要有聚乙烯咔唑（PVK）和聚甲基苯基硅烷（PMPS）。,2、载流子注入材料包括电子注入材料和空穴注入材料

21、。、电子注入材料主要采用低功函的金属或碱金属合金材料制作。、空穴注入材料主要采用较高功函的ITO玻璃制作，ITO玻璃可以与 多数空穴传输材料和有机电致发光材料匹配。IT()电 极良好的透光性和较好的导电性能特别适合制作平面 型电致发光器件。共扼型高分子材料也可以用于制作空穴注入电极。,3、高分子荧光转换材料（发光材料）发光材料在电致发光器件中起决定性作用。如发光 效率的高低、发射光波长的大小(颜色、使用寿 命的长短，都与发光材料的选择有关。包括有机荧光转换材料和高分子荧光转换材料。其中，高分子荧光转换材料主要有以下三类：主链共轭型高分子材料电导率高，电荷沿主链传 播；侧链共轭型高分子材料具光导

22、电性质，电荷通过 侧基的重叠跳转作用完成；复合型高分子材料将光敏小分子与高分子材料共 混得到。,、主链共轭型高分子电致发光材料是目前使用最广泛的电致发光材料。主要包括聚对苯乙炔（PPV）及其衍生物、聚烷基噻 吩及其衍生物（PAT）、聚芳香烃类化合物等。A、聚对苯乙炔（PPV）及其衍生物类典型的线型共轭高分子电致发光材料。由于含有苯 环，具有优良的空穴传输性和热稳定性。如表4-3。,前聚物法、强碱诱导缩合法和,其常用的合成方法有:电化学合成法。单纯的PPV的溶解能力较差，不能溶于常用的有机溶 剂，不能用旋涂法直接成膜。一般是先将可溶性预聚 体旋涂成膜，然后在200-300条件下进行消去反应 来得

23、到预期共扼链长度的PP V薄膜。,（下接续表）,（上接表4-3）,B、聚烷基噻吩（PAT）及其衍生物类是主链共轭型杂环高分子电致发光材料。热稳定性 好、启动电压低。如下表。根据其结构不同，可以发出红、蓝、绿、橙等颜色的 光。单纯聚噻吩结构的高分子材料溶解性不好，当在3位引 入烷基取代基时，可以大大提高溶解性能，并且可以 提高量子效率。合成方法主要有化学合成法和电化学合成法,C、聚芳香烃类化学性质稳定，禁带宽度大，能够发出其他材料难 以发出的蓝光。如，表4-5。,、侧链共轭型高分子电致发光材料是典型的发色团与聚合物骨架连接结构。具有较高的量子效率和光吸收系数，其导带和价带 能级差处在可见光区，所

24、以可以合成出能发出各种颜 色光的电致变色材料；由于处在侧链上的价电子不 能沿着非导电的主链移动，因此导电能力较差。但对 提高产生的激子稳定性比较有利。典型材料有聚N-乙烯基咔唑、聚烷基硅烷（PAS）等、共混型高分子电致发光材料由具有电子发光性能的小分子与成膜性能好、机械 强度合适的聚合物混合制成的复合材料。,在复合物中，连续相主要采用惰性高分子材料；作为分散相的荧光添加剂决定电子发光材料的量 子效率和发光波长。,常用荧光添加剂的结构和荧光颜色表示在表4-6中。,四、高分子电致发光器件的制作方法 结构组成：电子注入电极、（电子传输层）、荧光转换层、（空穴传输层）、空穴注入电极。一般制作程序：以透

25、明的ITO玻璃电极作为基体材料，依次在其上面 用成膜方法形成空穴传输层、荧光转换层、电子传 输层，最后用真空蒸度的方法形成电子注入电极。目前使用的成膜方法主要有以下三类：1、2、3,1、真空蒸镀成膜法将涂层材料放在较高温度处，在真空下升华，传 输到较低温度处的ITO电极上而形成薄膜。高分子电致发光材料，由于熔点较高，不易升华，且 高温下结构容易破坏，故较少用此法。2、浸涂或旋涂成膜法浸涂法：先将成膜材料溶解在一定溶剂中制成合 适浓度的溶液，然后将电极浸入溶液中，取出后挥 发溶剂使之成膜。不适合于多层结构的电致发光器 件。旋涂法：将成膜材料的溶液用滴加的方法加到旋 转的ITO玻璃电极表面，在离心

26、力作用下多余溶液 被甩出，留下部分在电极表面形成均匀薄膜。,3、原位聚合法首先配制聚合单体反应溶液，然后利用电化学、光化学等方法引发聚合反应，在电极表面生成电致 发光薄膜。目前使用最多的方法是电化学原位聚合方法。适合溶解性很差的高分子电致发光材料，特别是主 链共扼的聚合物。用电化学聚合方法，膜的厚度可以通过电解时间和 电解电压值来控制。制成的薄膜缺陷很少，特别适 合制备厚度非常薄的发光层（作为电致发光器件，发光层的厚度越小，需要的启动电压就越小）。,4、电子注入电极的制备主要作为实验室研究方法。成膜材料一般使用低功函的碱土金属或它 们的合金，成膜方法主要是真空热蒸镀法。,五、高分子电致发光材料

27、的应用高分子电致发光材料自问世以来就备受瞩目，在世 界各国都将其作为重要新型材料研究开发的领域之一。主要应用于：、平面照明，如仪器仪表的背景照明、广告等；、矩阵型信息显示器件，如计算机、电视机、广 告牌、仪器仪表的数据显示窗等。特点：、主动显示、无视角限制、超薄、超轻、低能耗、柔性等。、无论在制作工艺、品质质量方面都还不成熟，因此要真正实现实用化仍有待解决很多问题。,应用中存在的问题：,1.提高发光效率首先是要选择光量子效率高的电致发光材料，提高 内量子效率。其次是提高生成激子的稳定性，如减小主链共辘型 聚合物的共扼长度，可以起到激子束缚作用，防止 激子淬灭。加入载流子传输层，使载流子传输过程

28、达到平衡，是增强荧光转换率，提高外量子效率2.提高器件的稳定性和使用寿命降低材料中的杂质浓度;改进工艺，提高形成薄膜 的均匀性;增大聚合物分子量，提高材料的玻璃化 温度等都可有效提高有机电致发光器件的寿命。,3.发射波长的调整作为全彩色显示器件应用，必须解决的一个问题 还包括实现三原色发光。从目前的研究成果看，绿色发光问题解决的比较 好，发光材料的量子效率较高，色纯度较好。发 红色光的问题较多，主要是发红色光的材料量子 效率较低，还有待于进一步改进。调整方法：一是通过分子设计改变分子组成，比如，改变取 代基，调整聚合物共扼程度等都可以改变高分子 电致发光材料的禁带宽度，从而达到调整发光波 长的

29、目的。二是通过加入激光染料(光敏感剂)的方法调整发 光颜色。,4.改进材料的可加工性简化电致发光器件的制作工艺，是人们一直追求 的目标，而多数高分子电致发光材料的溶解性能 较差，给薄膜型器件的制备带来困难。在主链共扼型电致发光材料中引入长链取代基可 以改善这些材料的溶解性能，使采用浸涂和旋涂 成膜方法可以应用，扩大了材料的选择范围。如 聚苯乙炔和聚噻吩型主链共能型材料。,第四节高分子电致变色材料,电致变色-指材料的吸收波长在外加电场作用 下产生可逆变化的现象。电致变色实质-是一种电化学氧化还原反应，反应后材料在外观上表现出颜色的可逆变化。电致变色材料发展史-历史较长，从70年代起 无机电致变色

30、材料进入研究高潮，从80年代起 开始研究有机电致变色材料。,一、高分子电致变色材料的种类与变色机理,无机电致变色材料,结构上划分,小分子变色材料,电致变色材料有机电致变色材料大分子变色材料阳极变色（氧化变色）氧化态与光吸收关系阴极变色（还原变色）,1、无机电致变色材料主要指过度金属的氧化物、络合物，以及普鲁士蓝 和杂多酸等。常见的过渡金属氧化物中，属于阴极变色的主要是VIB 族金属氧化物，有氧化钨、氧化相等；属于阳极变色的主要是B族金属氧化物，如铂、铱、锇、钯、镍、镍、铑等元素的氧化物或者水合氧化物，其中钨和矾氧化物的使用比较普遍。氧化铱的响应速 度快，稳定性好，但是价格昂贵。变色机理还没有公

31、认的理论。一般认为，金属离子 的氧化还原反应引起离子价态的变化，从而引起光吸 收波长的变化。,2、有机小分子电致变色材料主要包括有机阳离子盐类和带有有机配位体的 金属络合物。有机阳离子盐类的代表为紫罗精类化合物，其中全 氧化态为稳定态，单氧化态为变色态，还原态颜色不 明显；属于阴极变色材料。当对其施加负电压时，发 生还原反应改变其氧化态而显色。其颜色与连接的取代基种类 有一定关系。当取代基为烷 基时，单还原产物呈现蓝紫 色。小分子的紫罗精由于溶于水，其使用性能受到一定影响。,带有有机配位基的金属络合物电致变色物质种类繁多，其变色原理多数因为中心金属离子在电场作用下价态 发生变化而呈现不同颜色。

32、具有代表性的是酞菁络合物。它是带高度离域电 子体系的卟啉的四氮杂四苯衍生物，金属离子可位于 酞菁中心，也可位于两个酞菁环中间呈三明治状。多种金属的酞菁络合物在可 见区都有很强的吸收，是重 要的工业染料，通常摩尔吸 光系数大于105。其变色性质与金属离子的种 类和氧化态有关。,3、高分子电致变色材料 主要有四种类型：主链共轭型导电高分子材料；侧链带有电致变色结 构的高分子材料；高分子化的金属络合物；共混型高 分子电致变色材料等。、主链共轭型导电高分子材料主要有聚吡咯、聚噻吩、聚苯胺等和它们衍生物的电 子导电聚合物。在可见光区都有较强的吸收带。在掺杂及非掺杂的状态下颜色发生变化（显色），中 性态为

33、稳定态，其中以氧化掺杂（P掺杂）比较常见。掺杂通过施加电极电势实现，颜色取决于导电聚合物 中价带和导带之间的能量差以及在掺杂前后能量差的 变化。,聚吡咯：还原态（非掺杂态）呈黄绿色，最大吸收波长在420nm左 右;当进行电化学掺杂氧化后其吸收光谱显示最大吸收波 长在560 nm处，呈现蓝紫色。电致变色材料呈现的颜色是 吸收波长的补色。其电致变色现象与膜厚度有关。膜厚度较小时，电致变色 现象非常明显;随着厚度增大，由于底色增加，电致变色 性减弱，到一定厚度时，氧化、还原态都只显黑色。化学稳定性差和有限的颜色变化限制了在实际中的应用。,聚噻吩：,还原态的最大吸收波长在470 nm左右，呈红色；被电 极氧化后，最大吸收波长为730 nm左右，变成蓝色。电致变色性能比较显著，响应速度较快。取代基对聚噻吩的颜色影响较大，如聚3-甲基-噻吩在 还原态显红色，在氧化态呈深蓝色，而3,4-二甲基噻 吩在还