A naftalin-gyűrűket tartalmazó poli (oxadiazol-imid) foto-optikai tulajdonságai

tartalmazó

  • Tárgyak
  • Összegzés
  • Bevezetés
  • kísérleti eljárás
  • Monomerek
  • Polimerek
  • Polimer filmek készítése.
  • Mérések
  • Eredmények és vita
  • Termikus tulajdonságok
  • Fotóoptikai tulajdonságok
  • Következtetések

Tárgyak

  • Optika és fotonika
  • Polimer kémia
  • A reakció mechanizmusai

Összegzés

Naftalintartalmú anhidrideken és előformált oxadiazolgyűrűket tartalmazó aromás diaminokon alapuló poli (oxadiazol-imid) két sorozatát szintetizálták, és tulajdonságait tanulmányozták és összehasonlították. Az egyik sorozat négy polimert tartalmaz: kettő naftalin-1,4,5,8-tetrakarbonsav-dianhidriden alapul, a másik kettő bisz (ketonaftálsavanhidriden) alapul. A másik sorozat négy kopolimert tartalmaz, amelyek ezen dianhidridek és hexafluor-izopropilidén-diftalinsav-anhidrid keverékén alapulnak. Megvizsgáltuk ezen polimerek és kopolimerek hőstabilitását és foto-optikai tulajdonságait oldatban és szilárd állapotban.

Bevezetés

Másrészt az aromás polimerek, amelyek a láncban 1,3,4-oxadiazol gyűrűt tartalmaznak, szintén jól ismertek magas oxidatív atmoszférájú hőállóságukról, jó hidrolitikus stabilitásukról, alacsony dielektromos állandójukról és erős mechanikai tulajdonságaikról. 9., 10. Jelenleg sok kutatás irányul új, nagy fényhatékonyságú és nagy megbízhatóságú kék fénykibocsátó polimerek felfedezésére. Ebből a célból a poli (1, 3, 4-oxadiazol) -ok nagy érdeklődésre tartanak számot az 1,3,4-oxadiazol-gyűrű elektronelvonó jellege miatt, amely megkönnyíti az elektronok injektálását és transzportját. tizenegy

Érdekesnek tartjuk két olyan poliimid- és kopoliimid-szintézis szintetizálását, amelyek a fő láncban oxadiazol- és naftalin-egységeket tartalmaznak, így a kapott polimerek jobb hő- és termo-oxidatív stabilitással, valamint hatékony fotolumineszcencia és elektrontranszport tulajdonságokkal rendelkeznek az emissziós polimerek jövőbeni felhasználására. fény. diódák Ebben a tanulmányban hőstabilitást és foto-optikai tulajdonságokat vizsgáltunk.

kísérleti eljárás

Monomerek

Két oxadiazolgyűrűt tartalmazó aromás diamin, nevezetesen 2,5-bisz [4- (p-aminofenoxi) -fenilén] -1,3,4-oxadiazol és 2,5-bisz [4- (m-amino-fenoxi) -fenilén] - 1, 3, 4-oxadiazolt állítottunk elő ismert eljárással, 12, 13 4-fluor-benzoesavból és hidrazin-hidrátból, amelyek először polifoszforsavban reagáltak, így 2,5,5-bisz (p-fluor-fenil) -1,3, 4-oxadiazol, amely tovább reagált p- vagy m-aminofenollal.

Az NTDA-t és a hexafluor-izopropilidén-diftál-dianhidridet (6FDA) Aldrich-től (Steinheim, Németország) szereztük be, és jégecetből történő átkristályosítással tisztítottuk, majd vízmentes dietil-éterrel alaposan mostuk.

A bisz (ketonaftálsavanhidridet) Friedel-Crafts reakcióval szintetizálták izoftálsav-kloridból és acenafténből, egy közzétett eljárást követve. 14, 15

Polimerek

Poli (naftalin-imid) s, én, polikondenzáció oldatban történő előállításával, oximazol-gyűrűket tartalmazó ekvimoláris mennyiségű aromás diaminok és naftalin-dianhidrid-1, 4, 5, 8-tetrakarbonsav vagy bisz (ketonaftálsavanhidrid) magas hőmérsékletén történő poliimidek előállítására állítottuk elő Ia-Id, vagy 6FDA és naftalin-dianhidrid-1,4,5,8-tetrakarbonsav/bisz (ketonaftálsavanhidrid) 1: 1 arányú keverékével kopolimidek előállításához Ie-Ih . A polikondenzációs reakciót N-metil-pirrolidinonban (NMP) hajtjuk végre benzoesav jelenlétében katalizátorként 10-12% összes szilárd anyag koncentrációban, az 1. reakcióvázlat szerint. Részletes szintéziséről máshol számoltak be. 16, 17

Oxadiazoltartalmú poli (naftalinimidek) szintézise Ia-h .

Teljes méretű kép

Polimer filmek készítése.

Nagyon vékony polimer filmeket készítettek Megy, Ha és Ih kvarc szubsztrátokon centrifugálási módszerrel, 1% polimer CHCl3-oldat alkalmazásával. Az összes filmet 50 ° C-ra melegítettük a maradék oldószer eltávolítása céljából. A film vastagságát interferencia mikroszkóppal mértük. A legvastagabb filmhez, Megy, Vastagságának értékét a közeli infravörös ultraibolya látható (UV-Vis) reflexió mérésével is igazolták, ahol megfigyelték az optikai átviteli vastagsági interferenciákat és a reflektivitási spektrumokat.

Mérések

Az átlagos molekulatömeget gélpermeációs kromatográfiával mértük, Waters gélpermeációs kromatográfiás készülékkel (Waters Corp., Milford, MA, USA), törésdetektorokkal és UV-fotodiódákkal ellátva, valamint a Shodex oszlopot (Waters Corp.). A méréseket 2% -os koncentrációjú polimer oldatokkal hajtottuk végre, dimetil-formamid/0,1 mol NaN03 oldószerként és eluensként 0,6 ml/perc sebességgel. Ismert molekulatömegű polisztirol standardokat dimetil-formamid/0,1 mol NaNO3 oldatban használtunk a kalibráláshoz.

A polimerek belső viszkozitását 20 ° C-on határoztuk meg, 0,5 g/100 ml koncentrációjú NMP polimer oldatok alkalmazásával, Ubbelohde viszkoziméterrel (Schott & Gen. Glasswerk, Mainz, Németország).

A polimerek hőstabilitását termogravimetriás analízissel vizsgáltuk MOM derivatogram (MOM, Budapest, Magyarország) felhasználásával, amely 12 ° C min-1 fűtési sebességgel, levegőben, szobahőmérséklettől 750 ° C-ig működik. a termogravimetrikus görbét a bomlás kezdetének vagy a kezdeti bomlási hőmérsékletnek tekintettük. Feljegyeztük a maximális bomlási sebesség hőmérsékletét is, amely a differenciális termogravimetriás görbékben a legnagyobb jel.

A kicsapódott polimerek üvegesedési hőmérsékletét (T g) egy 12E differenciális kalorimetriás kalorimetriával határoztuk meg (Mettler-Toledo, Greifensee, Svájc). Körülbelül 3-8 mg polimert préseltünk alumínium tálcákra, és nitrogénben futtattuk hő-hideg-meleg profilban szobahőmérsékletről 350 ° C és 10 ° C közötti percre. A második fűtési ciklusból származó differenciális pásztázó kalorimetriás jel meredekségének változásának középpontja hőmérsékletét használtuk a polimerek üvegesedési hőmérséklet-értékeinek meghatározására.