Synthesis and characterization of fluorene-imidazole copolymers

Abstract

New PAF derivatives [poly(fluorene-co-1,3- diphenylimidazolium chloride) 7 and poly(fluorene-co-1,3-diphenylimidazol-2-thione) 9] with high thermal stability were synthesized and their physical and optical properties were investigated. The obtained polymers were characterized by 1H NMR, 13C NMR, DSC, TGA, GPC, and SEM-EDX. Thermogravimetric analysis (TGA) showed excellent thermal stability of the resulting polymers. Initial weight loss (5 %) was observed around 700 K, with the main decomposition occurring around 760 K (50 %). The glass transition temperature of 9 was higher than that of the host copolymer 7. The copolymers in this study emitted in the blue region with a maximum around 440 nm. The emission spectra of copolymer 9 showed a red shift compared to that of the host copolymer 7. The optical band gaps deduced from the onset of the absorption of copolymers were about 3.06 and 2.91 eV for copolymers 7 and 9, respectively. Синтезовано нові похідні з високою термічною стабільністю: полі(флуор-ко-1,3-дифенілімідазолін хлорид) (7) та полі(флуор-ко-1,3-дифенілімідазол-2-тіон) (9). Досліджено їх фізичні та оптичні властивості. Отримано характеристику синтезованих полімерів за допомогою 1H ЯМР, 13С ЯМР, диференційної скануючої калориметрії, термогравіметричного аналізу (ТГА), хроматографії та растрової електронної мікроскопії. За результатами ТГА визначено відмінну термостабільність одержуваних полімерів. Показано, що вихідна втрата ваги (5 %) спостерігається близько 700 К, а основний розклад відбувається біля 760 К (50 %). Температура склування сполуки (9) є вищою порівняно з кополімером (7). Спектри випромінювання кополімеру (9) показали зміщення у червону область у порівнянні з первинним кополімером (7). Для кополімерів (7) і (9) визначено оптичну ширину забороненої зони від початку поглинання кополімерів, яка становить 3,06 і 2,91 еВ відповідно.