Μελέτη της επίδρασης καταλυτικού συστήματος στα μοριακά χαρακτηριστικά συζυγιακών πολυμερών (EL)

Σπανός, Μιχαήλ

Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων. Σχολή Θετικών Επιστημών. Τμήμα Μηχανικών Επιστήμης Υλικών (EL)

Ζαφειρόπουλος, Νικόλαος (EL)

Σπανός, Μιχαήλ

Tα τελευταία χρόνια μία κατηγορία εναλλασσόμενων συμπολυμερών τύπου «δότη-δέκτη» που χρησιμοποιούνται σε πολλές τεχνολογικές εφαρμογές αναπτύσσονται ραγδαία. Λίγες μελέτες έχουν γίνει όμως σε αυτή τη συγκεκριμένη κατηγορία συμπολυμερών όσων αφορά στην επίδραση του καταλυτικού συστήματος στην εμφάνιση δομικών ατελειών στην κύρια αλυσίδα των συμπολυμερών. Αυτό είναι κατανοητό, εν μέρει λόγω των δυσκολιών που σχετίζονται με τον εντοπισμό και τον χαρακτηρισμό των ατελειών της κύριας αλυσίδας στα συζυγιακά πολυμερή. Στην πράξη, εμμέσως εννοείται ότι η καταλυόμενη με παλλάδιο αρωματική σύζευξη οδηγεί σε θεωρητικά τέλειες αντιδράσεις που οδηγούν σε απόλυτα εναλλασσόμενη του τύπου Α-Β αρωματική σύζευξη. Στη παρούσα εργασία μελετήθηκε η επίδραση του καταλυτικού σύστήματος (επιλογή καταλύτη και οργανικών υποκαταστατών) στην εμφάνιση δομικών ατελειών κατά μήκος της μακρομοριακής αλυσίδας εναλλασσόμενων συμπολυμερών τύπου «δότη-δέκτη», στα μοριακά χαρακτηριστικά (μέσο μοριακό βάρος κατ’αριθμό, μέσο μοριακό βάρος κατά βάρος και κατανομή μοριακών βαρών) και στην αναλογία των δύο μονομερών στη πολυμερική αλυσίδα με τη χρησιμοποίηση της χρωματογραφίας αποκλεισμού μεγεθών SEC και της φασματοσκοπίας πυρηνικού μαγνητικού συντονισμού 1H-NMR, αντίστοιχα. Από τα αποτελέσματα που προέκυψαν, παρατηρήθηκε και υπολογίστηκε για πρώτη φορά το ποσοστό των δομικών ατελειών στα εναλλασσόμενα συμπολυμερή τύπου «δότη-δέκτη». Επίσης, παρατηρήθηκε η επίδραση των δομικών ατελειών στις οπτικές ιδιότητες των πολυμερών. Τέλος, προτείνονται βέλτιστες συνθήκες αντίδρασης για τη σύνθεση συμπολυμερών με χαμηλά ποσοστά δομικών ατελειών όπως για παράδειγμα η χρήση του καταλυτικού συστήματος [Pd2(dba)3:(oCH3Ph)3P] σε αναλογία 1:2. (EL)

Donor-acceptor alternating conjugated copolymers have emerged as a promising class of materials for various optoelectronic applications. However, limited studies have been performed in order to elucidate the influence of the catalytic system in the formation of structural defects within the polymer backbone during the synthesis. This is probably due to the difficulties associated with their identification and characterization within the main chain of the polymer. In principle, it is assumed that the palladium catalyzed cross-coupling reaction leads to the formation of a perfectly alternating structure. In this study, the influence of the catalytic system (catalyst choice and organic ligand) in the formation of structural defects within the donor-acceptor macromolecular chain, in the molecular characteristics (average molecular weight per number, average molecular weight per weight and polydispersity index), as well as in the ratio of the two monomers within the main chain was achieved through the utilization of size exclusion chromatography (SEC) and proton nuclear magnetic reasonance ( 1H-NMR), respectively. From the obtained results, the formation of the structural defects in donoracceptor copolymers were visualized and quantified for the first time. Moreover, the impact of these structural defects on the optical properties were presented. Finally, optimum polymerization conditions are indicated for the synthesis of other conjugated polymers containing low percentages of structural defects. The optimum catalytic conditions are [Pd2 (dba)3:(o-CH3Ph)3P] in 1:2 ratio. (EN)

masterThesis

Πολυμερή υλικά (EL)

Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων

Ιδρυματικό Αποθετήριο Ολυμπιάς

Σχολή Θετικών Επιστημών

ΑΠΟΘΕΤΗΡΙΟ "ΟΛΥΜΠΙΑΣ"

Τμήμα Μηχανικών Επιστήμης Υλικών

Ελληνική γλώσσα

2015

https://olympias.lib.uoi.gr/jspui/handle/123456789/30376

Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων. Σχολή Θετικών Επιστημών. Τμήμα Μηχανικών Επιστήμης Υλικών (EL)