Nhiệt độ ≤ 250○C 150–450○C 450–600○C
%Δm 13,04 22,53 71,91
P82 P83
đến 250 0C, khối lượng polymer giảm 13,04 % so với ban đầu. Hiện tượng này chủ yếu do sự bay hơi của nước đã hấp thụ vào polymer. Khi nhiệt độ tiếp tục tăng đến 450 ○C, bị mất đi 22,53 % khối lượng polymer do quá trình phân hủy hoàn toàn các mạch oligomer liên hợp sinh ra các hợp chất của lưu huỳnh và nitơ. Khi đạt đến nhiệt độ 600○C, có 71,91 % khối lượng polymer bị mất đi tương ứng với quá trình phân hủy hoàn toàn các mạch polymer liên hợp.
Quan sát đường DTA, nhận thấy trong khoảng 470–530 ○C diễn ra quá trình oxi hóa phá hủy mạch polymer liên hợp là chủ yếu. Trên 600 ○C, lượng mẫu cịn lại khơng đáng kể, q trình phân hủy polymer P82 coi như hồn tồn. Từ giản đồ DTA quan sát thấy peak tỏa nhiệt cực đại ở 510○C.
Hình 3.46: Giản đồ phân tích nhiệt trọng lượng/nhiệt vi sai (TGA/DTA) của polymer P82–P85
Bảng 3.24: Kết quả phân tích nhiệt của polymer P82–P85 Polymer T○
polymer phân hủy 5% T○
polymer phân hủy mạnh nhất Khối lượng còn
khối lượng (○C) (○C) lại (%)
P82 175 510 0
P83 70 551 0,67
Tiến hành phân tích giản đồ nhiệt trọng lượng của từng polymer và giản đồ phân tích nhiệt trọng lượng gộp chung (Hình 3.46) cũng như bảng phân tích nhiệt trọng (Bảng 3.24) của các polymer P82–P85, nhận thấy:
- Độ bền nhiệt của các mẫu khá tốt trong mơi trường khơng khí ở khoảng 466
○C–551 ○C. Trong đó, polymer có độ bền nhiệt tốt nhất là P85 (551 ○C) do độ dài lớn của mạch liên hợp polythiophene được hình thành.
- Nhiệt độ bắt đầu phân hủy Td của các polymer đều khá tốt, ở khoảng trên 200
○C. Nguyên nhân có thể do các polymer được tổng hợp từ monomer có mạch nhánh dài, do đó, làm tăng tính điều hịa của mạch liên hợp, làm tăng độ bền nhiệt.
- Các P82–P85 đều phân hủy hoàn toàn ở nhiệt độ trên 600 ○C, chứng tỏ quá trình tinh chế đã làm sạch polymer hồn tồn.
Nhìn chung độ bền nhiệt của P78–P81 tốt hơn (tuy không quá lớn) so với P82–
P85. Điều này có thể là do vịng benzene có trong P78–P81 làm phân tử khối của
polymer tăng lên đáng kể, dẫn đến độ bền nhiệt tăng. Bù lại P82–P85 có nhóm NH2 có khả năng tạo liên kết hydrogen tạo chuỗi polymer liên hợp làm tăng độ bền nhiệt của chúng.
* Phổ huỳnh quang
Hình 3.47: Phổ huỳnh quang của polymer P82–P85
Mặc dù cường độ của các mẫu là khác nhau, phổ huỳnh quang của các mẫu đều gồm có dải phổ với đỉnh phát xạ trong khoảng 536–646 nm (Hình 3.47 và Bảng 3.25). Trong đó, polymer có cường độ phát huỳnh quang mạnh nhất là P85 và polymer có
tương đồng nhau trong khoảng 536–646 nm.
Về cường độ phát huỳnh quang: các mẫu đều phát huỳnh quang mạnh, mẫu P85
có nhóm đẩy electron –Br có cường độ phát huỳnh quang lớn nhất. Tuy nhiên mẫu P84
có nhóm –OCH3 đẩy electron lại có cường độ phát quang yếu nhất so với các mẫu khác. Cũng theo nghiên cứu của Radhakrishnan S. và cộng sự, các nhóm hút electron làm tăng bước sóng phát huỳnh quang và nhóm đẩy electron sẽ làm giảm bước sóng phát huỳnh quang của polymer [146], [147],[152].
Mặc dù vậy, thơng tin Hình 3.43 và Bảng 3.19 cho thấy, ảnh hưởng của các nhóm hút electron hoặc đẩy electron ảnh hưởng không nhiều và không theo quy luật đến đỉnh phát huỳnh quang cũng như cường độ phát huỳnh quang. Nguyên nhân có thể là do khoảng cách của các nhóm thế trong vịng benzene đến vị trí mạch chính liên hợp polythiophene quá lớn. Các đỉnh phát huỳnh quang dịch chuyển về phía bước sóng dài được giải thích do chiều dài mạch liên hợp trong polymer tăng lên
Khi so sánh với P78–P81 nhận thấy các polymer P82–P85 có bước sóng và cường độ phát xạ khá tương đồng nhau đều trong khoảng ánh sáng cam. Riêng P85 phát
xạ ở bước sóng dài nhất 646 nm với cường độ phát xạ cao nhất do chiều dài mạch liên hợp trong polymer này là tốt nhất.
Bảng 3.25: Kết quả phân tích phổ huỳnh quang của polymer P82–P85Polymer Bước sóng phát Cường độ phát λmax (nm) Tín hiệu Stoke