Sinteza şi studiul unor polimeri carbazolici fotoluminescenţi grefaţi cu coloranţi metaloftalocianinici
Închide
Articolul precedent
Articolul urmator
708 28
Ultima descărcare din IBN:
2023-11-25 10:55
SM ISO690:2012
ROBU, Ştefan, POPUŞOI, Ana, DRAGALINA, Galina, CULEAC, Ion, POPUŞOI, Mihail. Sinteza şi studiul unor polimeri carbazolici fotoluminescenţi grefaţi cu coloranţi metaloftalocianinici. In: Integrare prin cercetare şi inovare.: Ştiinţe naturale, exacte şi inginereşti , 26-28 septembrie 2013, Chișinău. Chisinau, Republica Moldova: Universitatea de Stat din Moldova, 2013, R, SNEI, pp. 71-73.
EXPORT metadate:
Google Scholar
Crossref
CERIF

DataCite
Dublin Core
Integrare prin cercetare şi inovare.
R, SNEI, 2013
Conferința "Integrare prin cercetare şi inovare"
Chișinău, Moldova, 26-28 septembrie 2013

Sinteza şi studiul unor polimeri carbazolici fotoluminescenţi grefaţi cu coloranţi metaloftalocianinici


Pag. 71-73

Robu Ştefan1, Popuşoi Ana1, Dragalina Galina1, Culeac Ion2, Popuşoi Mihail1
 
1 Universitatea de Stat din Moldova,
2 Institutul de Fizică Aplicată al AŞM
 
 
Disponibil în IBN: 2 iunie 2020


Rezumat

Materialele pe bază de polimeri fotoluminescenţi prezintă un interes deosebit pentru tehnică în calitate de fotosemiconductori cu activitate în domeniul vizibil şi infraroşu al spectrului, precum și pentru elaborarea sistemelor fotovoltaice [1, 2].  Fotoconductivitatea este un proces ce se desfăşoară în mai multe etape, incluzând: absorbţia radiaţiei şi formarea excitonilor, generarea purtătorilor de sarcină, injecţia și  transportul purtătorilor de sarcină, recombinarea și transportarea de-a lungul catenei. În scopul elaborării materialelor polimerice  fotoluminescente, au fost proiectate structuri polimerice, care să conțină grupări responsabile de anumite proprietăți (fotoconductivitate, fotoluminescență, adeziune față de  suport, plasticitate etc.).  Precum a fost demonstrat, nucleele carbazolice capabile de a forma complecși cu transfer de sarcină asigură o bună fotoconductivitate, metaloftalocianinele conferă materialului  fotoluminescență, iar adeziunea și plasticitatea o pot asigura anumite grupe alchil (butil, octil, cetil etc.). Eficacitatea în coabitarea  proprietăților necesare o asigură legarea chimică a compușilor monomerici,  ce conțin aceste fragmente. Cercetările experimentale au demonstrat că metalo- ftalocianinele de lucru nu pot fi supuse copolimerizării. De aceea s-a decis a le include în produsul final prin grefare (legare chimică) de copolimerii carbazolici, care, la rândul lor, să conțină anumite grupe funcționale active (de exemplu, halogen) capabile de legare prin intermediul grupei hidroxil din componența metaloftalocianinelor sintetizate. În acest context, a fost elaborată o schemă de transformări și au fost realizate etapele de sinteză a unei serii  de copolimeri carbazolici ternari, alcătuiți din  9-carbazoliletilmetacrilat (CEM) cu metacrilat de octil (OMA) şi clorură de metacriloil (AC-Cl). Concentaţia 9-carbazoliletilmetacrilatului în copolimeri a variat de la 50 până la 70 mol%, iar a  clorurii de metacriloil – de 5,0-20 mol%. Copolimerii ternari CEM:OMA:AC-Cl au fost obținuți prin metoda polimerizării radicalice în soluţie de toluen.  Viscozitatea caracteristică a copolimerilor a constituit 0,14-0,16 Dl/g, iar temperatura de vitrifiere − 70-80°C. Copolimerii obţinuţi au fost utilizați pentru grefarea monohidroxi- ftalocianinelor de cobalt (HO–Pc–Co) conform schemei:   Clorura de hidrogen, formată în cadrul reacției de grefare, a fost  neutralizată cu ajutorul  trietilaminei.  Hidroxiftalocianina de cobalt a fost obținută din 1,2-dicianobenzen şi 4hidroxi-1,2-dicianobenzen (în raport de 3:1) și acetat de cobalt după următoarea schemă:                           Sinteza hidroxiftalocianinei se efectuează în fiole sudate în atmosferă de gaz inert în soluţie de dimetilformamidă anhidră. Produsul de reacţie se obţine cu un randament de 48%. Copolimerii finali au fost sedimentați de 4-5 ori din metanol pentru a înlătura urmele de colorant HO-Pc-Co solubil în metanol și ulterior au fost uscați în cuvă la temperatura de 50°C. Pentru confirmarea structurii chimice, s-a utilizat spectroscopia IR. În spectre apar vibraţii noi, ν=1250 cm-1 (grupe O-CAr) şi ν= 2854 cm-1 (C-H) caracteristice coloramelor Pc-Co şi Pc-OH. Odată cu creşterea  concentaţiei de Pc-Co  în copolimer, creşte şi intensitatea benzilor, se intensifică  culoarea copolimerului şi, respectiv, a stratului din aceste materiale. Pentru obţinerea straturilor de copolimeri luminescenţi, au fost pregătite soluţii cu concentraţia de 10%, care au fost  depuse apoi pe suport din sticlă transparentă și supuse uscării  la aer 10-15 ore, apoi în etuvă cu vid la temperatura de 40-50°C.  Rezultatele testării au demonstrat fotoluminescenţă în diapazonul 450-480 nm caracteristică atât coloranţilor ftalocianinici, cât şi polimerilor carbazolici. Prezenţa fragmentelor de colorant ftalocianinic în copolimeri se demonstrează și cu ajutorul  spectrelor „UV-VIS” prin prezenţa benzii de absorbţie în regiunea 680-710 nm, caracteristică metaloftalocianinelor.Studiul fotoluminescenţei s-a realizat prin iluminare cu fascicul de lumină λ=337 nm şi cu laser 405 nm. Cercetările au demonstrat benzi de fotoluminescenţă în diapazonul 460-500 nm caracteristice coloranţilor metaloftalocianinici şi apariția unei benzi noi de luminescenţă în diapazonul 680-720 nm, probabil din cauza interacţiunii donoro-acceptoare a hemului metaloftalocianinic cu nucleele carbazolice. La studierea mostrelor din polimeri necarbazolici, de exemplu din polimetilmetacrilat şi alţii, ce conțin  metaloftalocianină, nu s-a  înregistrat fotoluminescenţă în diapazonul 600700 nm. Acelaşi rezultat (negativ) s-a urmărit şi pentru compozițiile mecanice din copolimeri carbazolici CEM : OMA (1:1) cu adaus de 10 mas/% de hidroxiftalocianină de cobalt.  Concluzii. În urma elaborării și realizării schemei, s-a reuşit sinteza unor copolimeri noi de CEM:OMA:AC-Cl grefaţi cu 5, 10 şi 20 mol/% de hidroxiftalocianină de cobalt. S-a demonstrat că copolimerii sintetizaţi posedă fotoluminescenţă în diapazonul 405-480 nm şi λ= 700-800nm.