电致变色(Electrochromism,EC)是指材料在外加电场的作用下,光学属性(如透过率、反射率、吸收率等)发生稳定、可逆变化的现象,其宏观表现为颜色和透明度的可逆变化。聚合物EC材料因其响应速度快、色彩丰富以及光学对比度高等优点受到人们的青睐。随着大面积电致变色器件的应用需求,可溶液操作成膜的电致变色聚合物显示出明显的优势。这类聚合物在常见有机溶剂如三氯甲烷和甲苯中具有良好的溶解性,可以通过喷涂、旋涂或者喷墨打印等方法进行成膜。可溶液操作电致变色聚合物的研究集中在不断开发显示新颜色的材料以及提高当前材料的电致变色性能。本文围绕双氧噻吩体系,设计并合成出一系列可溶液操作成膜的双氧噻吩类电致变色聚合物。通过研究开环长链噻吩系列衍生物及其聚合物,探索其中的结构-性能关系,进而利用合适的开环噻吩单体合成红色到透明状态转换的聚合物材料。之后,用红色材料研究过程中得到紫红色材料与绿色材料进行共同喷涂成膜,得到了黑色与透明状态间转换的薄膜。最后,合成了系列可溶液操作的六元环结构的双氧噻吩电致变色材料。本论文对聚合物结构的设计思路、材料合成步骤与各项性能进行了详细地介绍,具体内容有以下四个部分：第一部分：设计并合成出五种具有不同长链取代基的开环长链噻吩,并通过三氯化铁氧化聚合得到了相应的聚合物。五种聚合物溶液和薄膜的光学吸收特性表明,直链取代基相比较于支链取代基有利于降低长链取代基在聚合物结构中的空间位阻,提高结构的有序性,增加聚合物的平均共轭长度,最人吸收波长发生红移。对其中的四种聚合物的性能进行了研究,它们都具备良好的变色性能和较高的光学透过率差。在这四种聚合物当中,2-乙基己基取代的开环长链噻吩(3,4-双(2-乙基己氧基)噻吩,DEHOT)聚合物的颜色为橙色,着色态最大吸收波长为480 nm,可用来制备红色与透明态间转换的材料。第二部分：利用第一部分的DEHOT,选择3,4-乙烯双氧噻吩(EDOT)单体作为共聚单元进行共聚,合成了三种红色与透明状态间发生转换的可溶液操作的电致变色共聚物,而且通过简单地改变共聚单体的摩尔比实现了聚合物薄膜着色态颜色的调节。在着色状态下,聚合物的颜色分别为橙红色、饱和红色和紫红色。三种聚合物具有高的光学透过率差和优良的稳定性。然后利用三种七元环的小分子噻吩作为共聚单元,与DEHOT进行不同比例的共聚,得到了四种可溶液操作的聚合物。它们薄膜的外观颜色均与红色相近,说明利用闭环小分子噻吩单元与DEHOT共聚可制备红色到透明状态间转换的电致变色聚合物。后半部分内容中,我们选取七元环小分子噻吩参与共聚得到的四种聚合物中的一种进行研究,并将喷涂得到的薄膜作为器件工作电极,组装器件,得到了红色与透明状态之间转换的电致变色器件。组装的器件能够在红色与透明状态之间发生颜色转换,而且具有良好的稳定性。第三部分：在第二部分合成红色材料的过程中,一种短链开环噻吩与DEHOT共聚的聚合物颜色显示为紫红色,我们将其用来制备黑色与透明状态间互换的薄膜。另外合成了着色态为绿色的聚合物,紫红色与绿色聚合物在常见有机溶剂中均具有良好的溶解性。利用这两种聚合物得到黑色与透明状态间转换的薄膜,制备方法是由两种聚合物质量比4：1的混合溶液共同喷涂成膜。得到的混合膜结合了两种聚合物的光学特征,且紫红色与绿色为互补色,着色态混合膜能够在整个可见光区域表现出均一的吸收,外观颜色显示为黑色。第四部分：围绕六元环双氧噻吩,合成了EDOT的单取代与对称双取代衍生物及其聚合物。取代基为含有8个碳原子的烷基(2-乙基己基),合成的聚合物均是可溶的。单取代衍生物的聚合物在深蓝紫色与透明浅灰色状态之间转换,对称双取代衍生物的聚合物在蓝色与透明态之间转换。对称双取代衍生物的聚合物着色态颜色与PEDOT的颜色接近,而且还具备了可溶液操作的特性。之后对新型EDOT衍生物进行了探索,合成了环外接双键的EDOT中间体,通过中间体结构中的双键官能团进行衍生,制备了新型单取代EDOT衍生物。利用这种新型衍生物制备了三种供体-受体型聚合物,着色态颜色分别紫红色、蓝紫色和深蓝色。