Síntese, caracterização e propriedades eletro-ópticas de polímeros conjugados contendo fluoreno e bipiridina e seu complexo com európio

Abstract

Resumo: Este trabalho apresenta os resultados do copolímero poli(9,9 '-dihexilfluoreno-diil-alt-3,5-bipiridinavinileno) obtido por meio da condensação de Wittig e posteriormente complexado com íons Eu3+ nos sítios bipiridínicos. Também foi preparado um composto modelo, Eu(DBM)3Bipi, para comparar as propriedades fotofísicas dos materiais entre si. A caracterização estrutural e superficial do copolímero inicial, o copolímero complexado e o composto modelo, foi realizada por RMN e XPS, enquanto a quantificação do sítios bipiridínicos complexados com európio no polímero foi realizado por meio da técnica de XPS e a caracterização térmica por TGA e DSC. Também foi realizado um estudo fotofísico desses compostos variando a temperatura de 170K a 330K. Os resultados obtidos mostraram que o copolímero complexado apresentou fluorescência variando com a temperatura, emitindo na região do vermelho a baixa temperatura e na região do azul a temperaturas altas. Para compreender melhor a geometria do polímero, realizou-se um estudo teórico observando uma torção de 179° nos sítios bipiridínicos. Finalmente, foram fabricados e caracterizados dispositivos eletroluminescentes à base desses compostos, cujo resultados apresentaram valores discrepantes de energia de ativação indicando que a inserção do íon európio na cadeia polimérica está atuando como um capturador de cargas.

Abstract: In this study, poly(9,9'-dihexylfluorene-diyl-alt-3,5-bipyridinevinylene) was synthesized by Wittig condensation, and subsequently complexed with Eu3 + ions in bipyridyl sites . Also, we prepared a model compound, Eu(DBM)3Bipy to compare the photophysical properties of the different materials. Structural and surface characterization as performed by RMN and XPS respectively. Quantification of europium complexes with bipyridyl sites in the polymer backbone was performed by XPS technique. Thermal characterizations were perfomed by TGA and DSC techniques. A photophysical study was realized. Emission spectra were obtained while the temperature was varied in those three materials: the initial copolymer, the complexed copolymer and the model compound. The complexed copolymer shows a variation of fluorescence with temperature, emitting in the red region at low temperatures and in the blue region at high temperatures. To understand the geometry of the polymer backbone, a theoretical study was done, leading to a twisting of the bipyridyl site around 179 °. The electroluminescent devices showed discrepant values of activation energy indicating that europium ion in the polymer chain is an effective charge quencher.