本發(fā)明涉及纖維材料，特別涉及一種電致變色共價(jià)有機(jī)框架纖維膜及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、隨著高技術(shù)偵察系統(tǒng)的不斷發(fā)展，武器裝備與單兵在戰(zhàn)場的可視度大大提高，嚴(yán)重威脅士兵與國家安全。柔性電致變色材料是一種在隱身、遮蔽、示假等智能偽裝防護(hù)領(lǐng)域急需大力發(fā)展的材料，在軍事安全領(lǐng)域有很大的應(yīng)用前景。然而，目前的柔性電致變色材料以線性導(dǎo)電聚合物(如聚苯胺、聚吡咯)為主，其具有變色豐富、響應(yīng)時(shí)間短等優(yōu)點(diǎn)。但是，由于線性導(dǎo)電聚合物分子鏈間作用力大，交纏緊密，在實(shí)際應(yīng)用中不利于電解質(zhì)的滲透和離子脫嵌過程，影響載流子和電解質(zhì)離子的傳輸效率，導(dǎo)致其電致變色性能在應(yīng)用方面仍存在限制性。

2、共價(jià)有機(jī)框架(cofs)是一類密度低、比表面積大、尺寸和結(jié)構(gòu)可調(diào)的多孔粉體材料，cofs的多孔性、高結(jié)晶性、π電子共軛體系和層間有序的π-π堆積能有效促進(jìn)電子傳導(dǎo)和離子傳輸。另外，通過篩選具有氧化還原性的多官能團(tuán)化合物作為構(gòu)建單元，可賦予cofs電致變色功能；由于cofs獨(dú)特的多孔結(jié)構(gòu)和豐富的氧化還原單元，以cofs制備的新型電致變色材料可有效提高電子與離子的傳輸效率，使得其變色性能相比傳統(tǒng)的線性聚合物基電致變色材料具有變色時(shí)間短、著色效率高、光學(xué)對比度高等優(yōu)勢。然而，cofs本征的納米孔(＜5nm)結(jié)構(gòu)導(dǎo)致電解質(zhì)離子的脫嵌阻力大，一定程度限制了其電致變色性能的進(jìn)一步提升。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本發(fā)明目的在于提供一種電致變色共價(jià)有機(jī)框架纖維膜及其制備方法，本發(fā)明提供的制備方法可以得到一種通體梯度多孔的共價(jià)有機(jī)框架電致變色纖維膜材料，它具有纖維交纏形成的微米級(jí)孔隙、多孔纖維的亞微米孔和共價(jià)有機(jī)框架的本征介孔，這樣的梯度孔結(jié)構(gòu)有利于同步優(yōu)化電解質(zhì)在電致變色材料中的滲透濃度和速度，使電解質(zhì)與材料的氧化還原單元充分接觸，提升電致變色性能。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供以下技術(shù)方案：

3、本發(fā)明技術(shù)方案之一，一種電致變色共價(jià)有機(jī)框架纖維膜的制備方法，包括以下步驟：

4、將聚偏氟乙烯、多氨型化合物和聚乙二醇溶解于混合溶劑中，得到紡絲液，之后將紡絲液進(jìn)行靜電紡絲，得到前驅(qū)體纖維膜；

5、將所述前驅(qū)體纖維膜在溶有多醛型化合物和催化劑的溶液中進(jìn)行原位熱合成反應(yīng)，得到電致變色共價(jià)有機(jī)框架纖維膜。

6、本發(fā)明技術(shù)方案之二，一種上述制備方法制備得到的電致變色共價(jià)有機(jī)框架纖維膜。

7、本發(fā)明公開了以下技術(shù)效果：

8、本發(fā)明提供了一種電致變色共價(jià)有機(jī)框架纖維膜的制備方法，該方法制得的材料不僅有共價(jià)有機(jī)框架比表面積大、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、π電子共軛體系、反應(yīng)位點(diǎn)多等特點(diǎn)，還具有微米孔/亞微米孔/微介孔的多級(jí)孔結(jié)構(gòu)，使電解質(zhì)與電致變色cofs中的反應(yīng)單元可以快速、充分地接觸，有效提升材料的電致變色性能。

9、本發(fā)明提供的電致變色共價(jià)有機(jī)框架纖維膜為纖維基電致變色材料，能更好地運(yùn)用于軍事偽裝隱身服裝中，并保持優(yōu)異的柔性、透氣性和宏觀連續(xù)性。

技術(shù)特征：

1.一種電致變色共價(jià)有機(jī)框架纖維膜的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電致變色共價(jià)有機(jī)框架纖維膜的制備方法，其特征在于，所述聚偏氟乙烯的分子量為400,000～900,000；所述聚乙二醇的分子量為2,000～2,000,000。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電致變色共價(jià)有機(jī)框架纖維膜的制備方法，其特征在于，所述多氨型化合物為三(4-氨基苯基)胺、1,3,6,8-四-(對胺基苯基)-芘和1,3,5-三(4-氨基苯基)苯中的至少一種；所述聚偏氟乙烯、多氨型化合物和聚乙二醇的質(zhì)量比為1:(0.1～1):(0.01～0.1)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電致變色共價(jià)有機(jī)框架纖維膜的制備方法，其特征在于，所述混合溶劑為體積比為1:(0～0.1)的n,n-二甲基甲酰胺和水的混合物。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電致變色共價(jià)有機(jī)框架纖維膜的制備方法，其特征在于，所述靜電紡絲的參數(shù)為：電壓15～30kv，供液速率0.2～5.0ml/min，接收距離10～40cm，滾筒轉(zhuǎn)速30～80r/min，紡絲溫度為20～28℃，紡絲濕度為50～80％。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電致變色共價(jià)有機(jī)框架纖維膜的制備方法，其特征在于，所述多醛型化合物為噻吩并[3,2-b]噻吩-2,5-二甲醛、苯并[c][1,2,5]噻二唑-4,7-二甲醛、2,6-萘二羧醛、三(4-甲酰苯基)胺和三醛基間苯三酚中的至少一種；所述多醛型化合物在所述溶液中的濃度為1.0～5.0mm。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電致變色共價(jià)有機(jī)框架纖維膜的制備方法，其特征在于，所述催化劑為甲酸、乙酸或甲苯磺酸；所述催化劑在所述溶液中的濃度為20～40mm。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電致變色共價(jià)有機(jī)框架纖維膜的制備方法，其特征在于，溶解所述多醛型化合物和催化劑所用的溶劑為甲醇、乙醇、1,4-二氧六環(huán)、均三甲苯、苯甲醇和三氯甲烷中的至少一種。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電致變色共價(jià)有機(jī)框架纖維膜的制備方法，其特征在于，所述原位熱合成反應(yīng)的反應(yīng)溫度為25～120℃，反應(yīng)時(shí)間為3～72h。

10.一種權(quán)利1-9任一項(xiàng)所述制備方法制備得到的電致變色共價(jià)有機(jī)框架纖維膜。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供了一種電致變色共價(jià)有機(jī)框架纖維膜及其制備方法，屬于纖維材料技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明的制備方法包括以下步驟：將聚偏氟乙烯、多氨型化合物和聚乙二醇溶解于混合溶劑中，得到紡絲液，之后將紡絲液進(jìn)行靜電紡絲，得到前驅(qū)體纖維膜；將前驅(qū)體纖維膜在溶有多醛型化合物和催化劑的溶液中進(jìn)行原位熱合成反應(yīng)，得到電致變色共價(jià)有機(jī)框架纖維膜。本發(fā)明提供的制備方法可以得到一種通體梯度多孔的共價(jià)有機(jī)框架電致變色纖維膜材料，它具有纖維交纏形成的微米級(jí)孔隙、多孔纖維的亞微米孔和共價(jià)有機(jī)框架的本征介孔，這樣的梯度孔結(jié)構(gòu)有利于同步優(yōu)化電解質(zhì)在電致變色材料中的滲透濃度和速度，使電解質(zhì)與材料的氧化還原單元充分接觸，提升電致變色性能。

技術(shù)研發(fā)人員：陳啟月,唐佩馨,斯陽,俞建勇
受保護(hù)的技術(shù)使用者：東華大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/10