Luận văn thạc sĩ về tổng hợp polyme cấu trúc liên hợp từ 3-hexylthiophene, triphenylamine và benzo c 1 2 5 thiadiazole

Polyme cấu trúc liên hợp (conjugated polymers - CPs) đã thu hút sự chú ý của nhiều nhà nghiên cứu trong những thập kỷ qua nhờ vào tiềm năng ứng dụng rộng rãi của chúng trong các lĩnh vực như cảm biến, lưu trữ năng lượng, và thiết bị quang điện. Đặc biệt, polyme cấu trúc liên hợp mạch nhánh dựa trên các monomer như 3-hexylthiophene, triphenylamine, và benzo[c][1,2,5]thiadiazole được nghiên cứu nhiều hơn do tính chất độc đáo của chúng. Những polyme này không chỉ có khả năng hòa tan tốt mà còn dễ gia công, phù hợp cho các ứng dụng trong thiết bị quang điện. Việc tổng hợp polyme mạch nhánh qua cơ chế ghép đôi Suzuki thường cho sản phẩm có độ tinh khiết cao, điều này rất quan trọng trong việc phát triển các ứng dụng thực tiễn.

Nghiên cứu đã tiến hành tổng hợp và đánh giá cấu trúc, độ tinh khiết của bốn monomer chính: 2,5-dibromo-3-hexylthiophene, tris(4-bromophenyl)amine, 4,7-dibromo-benzo[c]-1,2,5-thiadiazole, và 2,2'-(3-hexylthiophene-2,5-diyl)bis(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolane). Các monomer này được phân tích bằng phương pháp cộng hưởng từ hạt nhân (1HNMR) để xác định độ tinh khiết và cấu trúc hóa học. Việc tổng hợp các monomer này là bước quan trọng trong quy trình tổng hợp polyme dẫn điện P3HTBTTPA. Độ tinh khiết cao của các monomer sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng của polyme cuối cùng, từ đó nâng cao hiệu suất trong các ứng dụng điện tử.

Polyme dẫn điện P3HTBTTPA được tổng hợp thông qua phản ứng ghép đôi Suzuki. Nghiên cứu đã khảo sát các thông số như thời gian phản ứng và hàm lượng xúc tác để tối ưu hóa quy trình tổng hợp. Kết quả cho thấy rằng việc điều chỉnh các thông số này có ảnh hưởng lớn đến hiệu suất và độ tinh khiết của polyme. Phân tích cấu trúc của polyme được thực hiện qua các phương pháp như FT-IR, GPC, và 1HNMR. Những kết quả này không chỉ xác nhận sự thành công trong việc tổng hợp polyme mà còn cung cấp thông tin quý giá cho việc phát triển các vật liệu dẫn điện trong tương lai.

Tính chất nhiệt, quang học và độ kết tinh của polyme P3HTBTTPA được đánh giá thông qua các phương pháp phân tích như DSC, TGA, UV-Vis, PL, và XRD. Kết quả cho thấy polyme này có tính chất nhiệt ổn định và khả năng hấp thụ ánh sáng tốt, điều này rất quan trọng cho các ứng dụng trong thiết bị quang điện. Đặc biệt, tính chất quang học của polyme cho thấy khả năng phát quang mạnh mẽ, mở ra nhiều cơ hội ứng dụng trong lĩnh vực cảm biến và thiết bị phát quang. Những thông tin này khẳng định giá trị thực tiễn của nghiên cứu trong việc phát triển các vật liệu mới cho công nghệ điện tử.