2.2. Thực nghiệm chế tạo và khảo sỏt cấu trỳc của vật liệu chứa chuyển tiếp dị
2.2.1. Chế tạo và khảo sỏt cấu trỳc của vật liệu POSS-PF
Chất tiền tố cầu nối polyhedral oligomeric silsesquioxanes (POSS) với cụng thức chung (RSiO3/2)n được chỳng tụi sử dụng để tạo thành vật liệu lai hữu cơ - vụ cơ phõn tử đồng nhất. Sự kết hợp giữa cỏc thành phần cầu nối hữu cơ của nhúm alkyl hoặc nhõn thơm cho phộp tự sắp xếp tốt hơn thụng qua việc thiết lập mạng lưới liờn kết hydro mạnh và đúng gúi hiệu quả thụng qua cỏc tương tỏc π-π hoặc tương tỏc khụng ưa nước [4, 79, 97, 110]. Thụng thường sự cú mặt của POSS trong cỏc vật liệu lai sẽ làm gia tăng độ bền cơ nhiệt của vật liệu.
Hỡnh 2.2. Cụng thức cấu tạo của POSS [18, 88].
Quy trỡnh chế tạo vật liệu POSS-PF:
Phần lừi POSS được trộn vào polyme polyfluorene PF (tỉ lệ 4% theo khối lư- ợng) trong quỏ trỡnh chưng cất hồi lưu ở 85oC trong 48 giờ. Tỉ lệ này được cho là cú thể làm tăng khả năng phỏt quang của linh kiện mà khụng làm giảm đỏng kể cường độ dũng. Sau đú, 4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolane-2-ylbenzene được thờm vào như là tỏc nhõn bọc vỏ cho vật liệu lai và tiếp tục chưng cất hồi lưu ở 70o
C trong 24 giờ. Vật liệu lai POSS-PF nhận được sau khi đổ dung dịch này vào dung mụi methanol và lọc lấy kết tủa. POSS-PF được tinh chế bằng cỏch hũa tan vào dung mụi THF rồi tỏi kết tinh từ dung dịch methanol 2 lần. Bột POSS-PF được sấy khụ trong chõn khụng ở 60oC trong 24 giờ. Cụng thức cấu tạo của POSS-PF được chỳng tụi mụ phỏng trong hỡnh 2.3 dưới đõy.
Phổ hồng ngoại biến đổi Fourier (FT-IR)
Quang phổ hồng ngoại biến đổi Fourier (FT-IR) của màng mỏng PF thuần nhất và vật liệu lai POSS-PF được nghiờn cứu để phõn tớch cấu trỳc phõn tử vật liệu lai POSS-PF (hỡnh 2.4).
Hỡnh 2.4. Phổ FT-IR của màng mỏng PF và POSS-PF.
Cỏc đỏm hấp thụ của thành phần polyme được quan sỏt thấy với cường độ mạnh và che lấp cỏc đỏm hấp thụ của thành phần POSS đặc trưng ở 2250 cm-1
ứng với dao động húa trị của liờn kết Si-H, 1120 cm-1 ứng với dao động húa trị của liờn kết Si-O-Si và 860 cm-1 ứng với dao động biến dạng (dao động uốn) của liờn kết Si- H [83]. Cỏc đỏm hấp thụ Si-O-Si và Si-C thường nằm trong khoảng 1000-1080 cm-1 và tại 1074 cm-1
đó khụng quan sỏt thấy. Mặt khỏc, chỳng tụi đó quan sỏt thấy đỏm hấp thụ Si-CH3 tại 1253 cm-1, điều đú chứng tỏ rằng POSS-PF được liờn kết với nhau thụng qua cỏc nhúm methyl [2].
Cú một điểm đỏng chỳ ý rằng cú sự suy giảm cường độ đỏng kể của cỏc đỏm hấp thụ tại 982, 1120 và 1507 cm-1
đối với mẫu màng vật liệu lai POSS-PF. Những thay đổi này được cho là do cỏc dao động của benzothiadiazole bị ngăn cản bởi cỏc khối POSS [67].
Phổ tỏn xạ Raman của vật liệu lai POSS-PF
Phổ tỏn xạ Raman của màng mỏng PF và POSS-PF (hỡnh 2.5) được nghiờn cứu để bổ sung cho cỏc phõn tớch từ phổ hồng ngoại biến đổi Fourier (FT-IR). Cỏc quan sỏt cho thấy ở cả 2 mẫu đều chỉ cú cỏc đỏm dao động của polyme. Với cỏc so sỏnh cả về hỡnh dạng và vị trớ của cỏc đỏm dao động đú trong cả 2 mẫu PF và POSS-PF cho thấy cấu trỳc phõn tử của polyme PF khụng cú sự thay đổi nào đỏng kể khi kết hợp với POSS. Đặc biệt, tại 2 vựng 1550 cm-1
(đặc trưng cho dao động của liờn kết đụi C=C) và 1604 cm-1
(đặc trưng cho dao động húa trị của nhúm vinyl) khụng bị thay đổi đối với mẫu màng POSS-PF chứng tỏ rằng cỏc chuỗi polyme khụng bị chia cắt bởi POSS [100].
Hỡnh 2.5. Phổ Raman của màng mỏng PF và POSS-PF.