Từ ảnh SEM của các polymer cho thấy bề mặt cấu trúc của các polymer ở dạng vơ định hình. Nhìn chung, kích thước, hình thái của các hạt polymer tương đồng, có sự phân tán tương đối đồng đều.
* Độ bền nhiệt
Hình 3.37: Giản đồ phân tích nhiệt trọng lượng/nhiệt vi sai (TGA/DTA) của polymer P78
Bảng 3.17: Kết quả phân tích nhiệt của polymer P78
Nhiệt độ ≤ 100○C 100 – 350○C 350○C – 600○C
%Δm 23,4 15,3 28,55
Từ giản đồ TGA của polymer P78 (Hình 3.37), có thể thấy khối lượng polymer giảm 23,4 % khi tăng nhiệt độ từ 30 0C đến 100 0C, chủ yếu do lượng nước đã hấp thụ vào polymer bị bay hơi mất. Trong khoảng nhiệt độ 100 – 350 ○C, do quá trình phân hủy các oligomer nên khối lượng giảm 15,3 %. Từ 350 – 600 oC do q trình phân hủy hồn tồn các mạch polymer liên hợp tạo ra các hợp chất của N và S nên khối lượng polymer giảm tới 28,55 %. Trên giản đồ DTA, trong khoảng nhiệt độ từ 350○C đến 600○C, q trình oxy hóa phá hủy mạch liên hợp chủ yếu diễn ra. Có thể nhận thấy q trình phân hủy tỏa nhiệt có peak lớn nhất ở 490○C.
Hình 3.38: Giản đồ phân tích nhiệt trọng lượng/nhiệt vi sai (TGA/DTA) của polymer P78–P81
Bảng 3.18: Kết quả phân tích nhiệt của polymer P78–P81Polymer T○ Polymer T○
polymer phân hủy 5% T○
polymer phân hủy mạnh Khối lượng còn lại
khối lượng (0C) nhất (○C) (%)
P78 82 527 11,95
P79 150 431 4,09
P80 325 516 11,94
P81 333 590 9,8
Tiến hành phân tích giản đồ nhiệt trọng lượng của từng polymer và giản đồ phân tích nhiệt trọng lượng gộp chung (Hình 3.38), ta thu được bảng phân tích nhiệt của các polymer P70–P77 (Bảng 3.18), nhận thấy:
- Độ bền nhiệt của các mẫu khá tốt trong mơi trường khơng khí ở khoảng 431
○C–527 ○C. Trong đó, polymer có độ bền nhiệt tốt nhất là P81 (590 ○C) điều này được giải thích do độ dài lớn của mạch liên hợp polythiophene được hình thành. Riêng P79 có độ bền nhiệt thấp hơn nhiều so với các polymer khác cùng dãy có thể do mạch liên hợp polythiophene trong P80 ngắn hơn.
- Các polymer đều có nhiệt độ bắt đầu phân hủy Tdkhá tốt, ở khoảng trên 200
○C. Nguyên nhân có thể do các polymer được tổng hợp từ monomer có mạch nhánh dài,
chỉ khác nhau nhóm thế trong vịng benzene do đó, làm tăng tính điều hịa của mạch liên hợp, làm tăng độ bền nhiệt.
- Quá trình chiết Soxhlet để loại bỏ monomer và chất xúc tác khá tốt, sự có mặt của sắt (III) chloride trong sản phẩm polymer hóa vẫn cịn nhưng khơng đáng kể. So sánh với poly[4–phenyl–3–(thiophen–3–ylmethyl)–1H–1,2,4–triazole– 5(4H)–thiones] có nhiệt phân hủy ở 472oC [132], các dẫn xuất P78–P81 có độ bền nhiệt cao hơn (trừ P79). Điều này được giải thích có thể là do dị vịng pyrazoline trong dẫn xuất P78–P81 có độ bền nhiệt cao hơn dị vịng triazole, dẫn đến polymer bền với nhiệt hơn.
* Phổ huỳnh quang