Proprietăți foto-optice ale poli (oxadiazol-imide) care conțin inele naftalene

foto-optice

  • Subiecte
  • rezumat
  • Introducere
  • procedura experimentala
  • Monomeri
  • Polimeri
  • Pregătirea filmelor polimerice.
  • Măsurători
  • Rezultate si discutii
  • Proprietati termice
  • Proprietăți foto optice
  • Concluzii

Subiecte

  • Optică și fotonică
  • Chimia polimerilor
  • Mecanisme de reacție

rezumat

Au fost sintetizate două serii de poli (oxadiazol imidă) pe bază de anhidride care conțin naftalină și diamine aromatice care conțin inele oxadiazol preformate și proprietățile lor au fost studiate și comparate. O serie conține patru polimeri: doi dintre ei se bazează pe naftalen-1,4,5,8-tetracarboxilic dianhidridă, iar celelalte două se bazează pe bis (anhidridă cetoneftalică). Cealaltă serie conține patru copolimeri pe bază de amestecuri ale acestor dianhidride cu hexafluorizopropiliden-anhidridă diftalică. Au fost cercetate stabilitatea termică a acestor polimeri și copolimeri și proprietățile lor foto-optice în soluție și stare solidă.

Introducere

Pe de altă parte, polimerii aromatici care conțin un inel 1,3,4-oxadiazol în lanțul principal sunt, de asemenea, bine cunoscuți pentru rezistența lor termică ridicată în atmosferă oxidativă, stabilitate hidrolitică bună, constantă dielectrică scăzută și proprietăți mecanice puternice. 9,10 În prezent, există multe cercetări îndreptate către descoperirea de noi polimeri emițători de lumină albastră, cu caracteristici de eficiență ridicată și fiabilitate ridicată. În acest scop, poli (1, 3, 4-oxadiazol) sunt de mare interes datorită caracterului de retragere de electroni al inelului 1,3,4-oxadiazol care poate facilita injecția și transportul de electroni. unsprezece

Considerăm că este interesant să sintetizăm două serii de poliimide și copoliimide care conțin unități oxadiazol și naftalină în lanțul principal, astfel încât polimerii rezultați să aibă o stabilitate termică și termo-oxidativă mai bună și proprietăți eficiente de fotoluminescență și transport de electroni pentru utilizarea viitoare în polimeri emiți. ușoară. diode În acest studiu, am investigat stabilitatea lor termică și proprietățile foto-optice.

procedura experimentala

Monomeri

Două diamine aromatice care conțin inele oxadiazol, și anume 2, 5-bis [4- (p-aminofenoxi) -fenilen] -1, 3, 4-oxadiazol și 2, 5-bis [4- (m-aminofenoxi) -fenilen] - 1, 3, 4-oxadiazol, au fost preparați printr-o procedură cunoscută, 12, 13 din acid 4-fluorobenzoic și hidrat de hidrazină, care au reacționat mai întâi în acid polifosforic pentru a produce 2, 5-bis (p - fluorofenil) -1, 3, 4-oxadiazol, care a reacționat în continuare cu p- sau m-aminofenol.

NTDA și hexafluoroizopropiliden diianhidrida diptalică (6FDA) au fost cumpărate de la Aldrich (Steinheim, Germania) și purificate prin recristalizare din acid acetic glacial și spălate bine cu dietil eter anhidru.

Bis (anhidridă cetoneftalică) a fost sintetizată prin reacția Friedel-Crafts, din clorură de acid izoftalic și acenaftenă, în urma unei proceduri publicate. 14, 15

Polimeri

Poli (naftalen-imidă) s, Eu, au fost preparate prin reacția de policondensare în soluție la temperaturi ridicate de cantități echimolare de diamine aromatice care conțin inele oxadiazolice cu naftalen dianhidrid-1,4,5,8-tetracarboxilic sau bis (anhidridă cetoneftalică) pentru a produce polimide Ia-Id, sau cu un amestec 1: 1 de 6FDA și naftalen dianhidrid-1,4,5,8-tetracarboxilic/bis (anhidridă cetoneftalică) pentru a obține copoliimide Ie-Ih . Reacția de policondensare a fost efectuată în N-metilpirolidinonă (NMP), în prezența acidului benzoic ca catalizator, la o concentrație de 10-12% solide totale, așa cum se arată în Schema 1. Sinteza sa detaliată a fost raportată în altă parte. 16, 17

Sinteza poli (naftalenimidelor) care conțin oxadiazol Ia-h .

Imagine la dimensiune completă

Pregătirea filmelor polimerice.

Au fost preparate pelicule foarte subțiri de polimer Merge, Dacă și Ih pe substraturi de cuarț printr-o metodă de acoperire prin centrifugare utilizând o soluție de polimer 1% în CHCl3. Toate filmele au fost încălzite la 50 ° C pentru a îndepărta solventul rezidual. Grosimea filmelor a fost măsurată cu un microscop de interferență. Pentru cel mai gros film, Merge, valoarea grosimii sale a fost verificată și prin măsurători ale reflectanței ultraviolete vizibile (UV-Vis) aproape de infraroșu, unde au fost observate interferențe de grosime în spectrul de transmisie optică și reflectivitate.

Măsurători

Greutățile moleculare medii au fost măsurate prin cromatografie cu permeație pe gel folosind un aparat de cromatografie cu permeație pe gel Waters (Waters Corp., Milford, MA, SUA), prevăzut cu detectoare de refracție și fotodioduri UV și coloană Shodex (Waters Corp.). Măsurătorile au fost efectuate cu soluții de polimer având o concentrație de 2% și folosind dimetilformamidă/0,1 mol NaNO3 ca solvent și eluant, cu o viteză de 0,6 ml min -1. Pentru calibrare au fost utilizate standarde de polistiren cu greutate moleculară cunoscută în soluție de dimetilformamidă/0,1 mol NaNO3.

Vâscozitățile inerente ale polimerilor au fost determinate la 20 ° C, utilizând soluții polimerice NMP de 0,5 g la 100 ml concentrație, cu un viscozimetru Ubbelohde (Schott & Gen. Glasswerk, Mainz, Germania).

Stabilitatea termică a polimerilor a fost investigată prin analiză termogravimetrică utilizând o derivatogramă MOM (MOM, Budapesta, Ungaria), care funcționează la o rată de încălzire de 12 ° C min-1, în aer, de la temperatura camerei până la 750 ° C. curba termogravimetrică a fost considerată ca începutul descompunerii sau temperatura inițială de descompunere. S-a înregistrat și temperatura ratei maxime de descompunere, care este semnalul maxim în curbele de termogravimetrie diferențială.

Temperatura de tranziție sticloasă (T g) a polimerilor precipitați a fost determinată folosind un calorimetru diferențial 12E calorimetric (Mettler-Toledo, Greifensee, Elveția). Aproximativ 3-8 mg din fiecare polimer au fost sertizate pe tăvi de aluminiu și rulate în azot cu un profil căldură-rece-căldură de la temperatura camerei la 350 ° C până la 10 ° C min-1. Temperatura punctului mediu al modificării pantei semnalului calorimetric de scanare diferențială din cel de-al doilea ciclu de încălzire a fost utilizată pentru a determina valorile temperaturii de tranziție sticloasă a polimerilor.