Polymer T○ polymer phân hủy 5% T polymer phân hủy mạnh Khối lượng còn lại
khối lượng (0C) nhất ( 0 (%) P70 P71 P72 P73 P74 P75 P76 P77 227 164 230 60 227 234 245 188 467 482 493 494 477 494 519 499 0 5,6 0,45 16,63 0,37 3,36 1,66 1,15
- “Độ bền nhiệt của các mẫu khá tốt trong mơi trường khơng khí ở khoảng 467
C
giải thích do độ dài lớn của mạch liên hợp polythiophene được hình thành. Sau đó là
P77 (499 ○C) tuân theo quy luật độ tăng của phân tử khối. Nhiệt độ bắt đầu phân hủy
của polythiophene khơng nhóm thế ở khoảng 50 oC và nhiệt độ phân hủy 95 % ở 470
o
điều hịa”có mạch nhánh là nhóm – C6H13 phân hủy bởi nhiệt ở 450 oC và đến 700 oC mới phân hủy hết 73 % trong mơi trường khí N2 [145]. Các dẫn xuất polymer P70–P77
đều bền nhiệt hơn polythiophene, điều này được giải thích là do các polymer này đều có nhóm thế khác nhau, làm tăng phân tử khối của polymer. Tuy nhiên độ bền nhiệt của
các dẫn xuất polymer P70–P77 kém hơn P3HT trong mơi trường khơng khí, ngun nhân là do có thể mạch polymer ngắn hơn.
- Các polymer đều có nhiệt độ bắt đầu phân hủy Td“khá tốt, ở khoảng trên 200
C.
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. Với
C)
–519 C. Trong đó, polymer có độ bền nhiệt tốt nhất là P76 (519 ○C), điều này được
C. Polymer từ một dẫn xuất khác của polythiophene là P3HT với cấu trúc mạch bất
các mẫu P70, P74 và”P72 đã được tinh chế đạt độ tinh khiết phân tích. Riêng P73 có khối lượng cịn lại lớn nhất, có thể do quá trình tinh chế làm xuất hiện tạp chất không mong muốn.
So sánh độ bền nhiệt với các dẫn xuất polythiophene N–thế từ dẫn xuất của acetophenone trong luận án của Nguyễn Ngọc Linh có độ bền nhiệt trong khơng khí từ 420 0C–520 0C [7], các dẫn xuất P70–P77 có độ bền nhiệt cao hơn hẳn. Nguyên nhân có thể là do các dẫn xuất P70–P77 có nhóm thế khơng phân nhánh nên lực tương tác van de Waals mạnh hơn, từ đó độ bền nhiệt tăng lên.
* Phổ huỳnh quang
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 549–652 nm (Hình 3.27 và Bảng 3.13). Trong đó, polymer có cường độ phát huỳnh quang mạnh nhất”là P76 và P70, P73 coi như không phát huỳnh quang. Các mẫu có bước sóng phát huỳnh quang tương đồng nhau trong khoảng 549–652 nm.
“Về cường độ phát huỳnh quang: mẫu P76 có nhóm đẩy electron –OC2H5 có
cường độ phát huỳnh quang lớn nhất. Tiếp theo đó là mẫu P71 cũng có nhóm đẩy electron –CH3; hoặc mẫu P74 có nhóm –OH lại có cường độ phát quang yếu nhất so với các mẫu khác.” P70 và P73 coi như khơng phát huỳnh quang.
“Nhóm nghiên cứu của Radhakrishnan S. đã nghiên cứu ảnh hưởng của các
nhóm thế hút và đẩy electron đến khoảng cách giữa LUMO và HOMO trong
polythiophene như sau: Các nhóm đẩy electron như –OC2H5 dẫn đến sự mất ổn định bất đối xứng của mức LUMO và HOMO trong mạch xương sống polymer và mức HOMO
sẽ cao hơn [146]. Mặt khác, các nhóm thế hút electron như –CN hay –NO2 tạo sự ổn định hơn, dẫn đến mức năng lượng LUMO giảm” [147]. “Từ đó có thể thấy, 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.”
Tuy nhiên, Hình 3.27 và Bảng 3.13“cho thấy các nhóm hút electron hoặc đẩy electron ảnh hưởng không nhiều và không theo quy luật đến cực đại phát huỳnh quang cũng như cường độ phát huỳnh quang của các mẫu. Điều này có thể giải thích do khoảng cách của các nhóm thế R đến vị trí mạch chính liên hợp polythiophene quá lớn. Sự gia
tăng của chiều dài mạch liên hợp trong polymer làm các đỉnh phát huỳnh quang chuyển dịch về bước sóng dài.”
Các dẫn xuất polythiophene N–thế từ dẫn xuất của acetophenone trong luận án của Nguyễn Ngọc Linh có cấu trúc mạch nhánh có 1 liên kết đôi tương tự P70–P77 [7]. Khi so sánh bước sóng và cường độ phát huỳnh quang nhận thấy các dẫn xuất P70–P77
“có bước sóng phát xạ dài hơn với cường độ phát xạ lớn hơn gấp nhiều lần. Điều này có
thể giải thích do chiều dài mạch liên hợp của P70–P77 dài hơn cũng như độ đồng phẳng trong mạch liên hợp tốt hơn.”