Фотооптични свойства на поли (оксадиазол-имид), съдържащи нафталенови пръстени

оксадиазол-имид

  • Субекти
  • Обобщение
  • Въведение
  • Експериментална процедура
  • Мономери
  • Полимери
  • Приготвяне на полимерни филми.
  • Измервания
  • Резултати и дискусия
  • Топлинни свойства
  • Фото оптични свойства
  • Заключения

Субекти

  • Оптика и фотоника
  • Полимерна химия
  • Механизми за реакция

Обобщение

Синтезирани са две серии поли (оксадиазол имид) на основата на анхидриди, съдържащи нафтален и ароматни диамини, съдържащи предварително оформени оксадиазолови пръстени и техните свойства са изследвани и сравнени. Едната серия съдържа четири полимера: два от тях са на основата на нафтален-1,4,5,8-тетракарбоксилен дианхидрид, а другите два са на основата на бис (кетонефталов анхидрид). Другата серия съдържа четири съполимера на основата на смеси от тези дианхидриди с хексафлуороизопропилиден-дифталов анхидрид. Изследвана е термичната стабилност на тези полимери и съполимери и техните фотооптични свойства в разтвор и твърдо състояние.

Въведение

От друга страна, ароматните полимери, съдържащи 1,3,4-оксадиазолов пръстен в основната верига, също са добре известни със своята висока термична устойчивост в окислителна атмосфера, добра хидролитична стабилност, ниска диелектрична константа и силни механични свойства. 9, 10 В момента има много изследвания, насочени към откриването на нови полимери, излъчващи синя светлина, с висока ефективност и високи характеристики на надеждност. За тази цел поли (1, 3, 4-оксадиазол) представляват голям интерес поради електроно-изтеглящия характер на 1, 3, 4-оксадиазоловия пръстен, който може да улесни инжектирането и транспорта на електрони. единадесет

Считаме за интересно да се синтезират две серии от полиимиди и кополимиди, които съдържат оксадиазолови и нафталенови единици в основната верига, така че получените полимери да имат по-добра термична и термоокислителна стабилност и ефективни фотолуминесцентни и електроннотранспортни свойства за бъдеща употреба в Излъчваща светлина на полимери . диоди В това проучване ние изследвахме тяхната термична стабилност и фотооптични свойства.

Експериментална процедура

Мономери

Две ароматни диамини, съдържащи оксадиазолови пръстени, а именно 2, 5-бис [4- (р-аминофенокси) -фенилен] -1, 3,4-оксадиазол и 2,5-бис [4- (м-аминофенокси) -фенилен] - 1, 3, 4-оксадиазол, са получени по известна процедура, 12, 13 от 4-флуоробензоена киселина и хидразин хидрат, които първо реагират в полифосфорна киселина, за да се получат 2,5-бис (р - флуорофенил) -1, 3, 4-оксадиазол, който реагира допълнително с р- или м-аминофенол.

NTDA и хексафлуороизопропилиден дифталов дианхидрид (6FDA) бяха закупени от Aldrich (Steinheim, Германия) и пречистени чрез прекристализация от ледена оцетна киселина и измити обилно с безводен диетилов етер.

Бис (кетонефталов анхидрид) се синтезира чрез реакцията на Friedel-Crafts от хлорид на изофталова киселина и аценафтен, след публикувана процедура. 14, 15

Полимери

Поли (нафталин-имид) s, Аз, са получени чрез реакция на поликондензация в разтвор при високи температури на еквимоларни количества ароматни диамини, съдържащи оксадиазолови пръстени с нафтален дианхидрид-1, 4, 5, 8-тетракарбоксилен или бис (кетонефталов анхидрид) за получаване на полиимиди Ia-Id, или с 1: 1 смес от 6FDA и нафтален дианхидрид-1,4,5,8-тетракарбоксилна/бис (кетонефталов анхидрид) за получаване на кополимиди Т.е-я . Реакцията на поликондензация се извършва в N-метилпиролидинон (NMP), в присъствието на бензоена киселина като катализатор, при концентрация от 10-12% общо твърдо вещество, както е показано на Схема 1. Подробен синтез е докладван на друго място. 16, 17

Синтез на оксадиазол-съдържащи поли (нафталенимиди) Ia-h .

Изображение в пълен размер

Приготвяне на полимерни филми.

Подготвени са много тънки полимерни филми Отивам, Ако и Аз върху кварцови основи чрез метод на спиново покритие, използвайки 1% полимерен разтвор в CHCl3. Всички филми се нагряват до 50 ° С за отстраняване на остатъчния разтворител. Дебелината на филмите беше измерена с интерференционен микроскоп. За най-дебелия филм, Отивам, Стойността на неговата дебелина също е проверена чрез измервания на отражение на ултравиолетовата видима (UV-Vis) близка инфрачервена светлина, където са наблюдавани смущения в дебелината в оптичните спектри на пропускане и отражателна способност.

Измервания

Средните молекулни тегла се измерват чрез гел проникваща хроматография, като се използва апарат за гел перметация на Waters (Waters Corp., Milford, MA, USA), снабден с рефракционни детектори и UV фотодиоди и колона Shodex (Waters Corp.). Измерванията бяха проведени с полимерни разтвори с концентрация 2% и с използване на диметилформамид/0.1 mol NaNO3 като разтворител и елуент, със скорост 0.6 ml min -1. За калибриране са използвани полистиролови стандарти с известно молекулно тегло в разтвор на диметилформамид/0,1 mol NaNO3.

Присъщите вискозитети на полимерите се определят при 20 ° C, като се използват полимерни разтвори на NMP от 0,5 g на 100 ml концентрация, с вискозиметър Ubbelohde (Schott & Gen. Glasswerk, Mainz, Германия).

Термичната стабилност на полимерите е изследвана чрез термогравиметричен анализ, използвайки MOM дериваграма (MOM, Будапеща, Унгария), която работи със скорост на нагряване 12 ° C min-1, във въздух, от стайна температура до 750 ° C. Началото на термогравиметричната крива се счита за начало на разлагане или начална температура на разлагане. Записана е и температурата на максималната скорост на разлагане, която е максималният сигнал в кривите на диференциалната термогравиметрия.

Температурата на стъкло преминаване (T g) на утаените полимери се определя с помощта на 12Е диференциална калориметрия калориметрично (Mettler-Toledo, Greifensee, Швейцария). Приблизително 3-8 mg от всеки полимер бяха пресовани върху алуминиеви тави и работещи в азот с профил топлина-студ-топлина от стайна температура до 350 ° C до 10 ° C min-1. Температурата на средната точка на промяната в наклона на сигнала за диференциална сканираща калориметрия от втория цикъл на нагряване беше използвана за определяне на стойностите на температурата на стъклен преход на полимерите.