Publicação: Caracterização óptica e morfológica de filmes automontados de POMA/PPV
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CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA
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Neste trabalho apresentamos as caracterizações ópticas e morfológicas de filmes LBL
(layer by layer) ultrafinos de poli(p-fenileno vinileno) (PPV) e poli(o-methoxianilina) (POMA).
Os filmes de PPV foram processados usando o polímero precursor poli (cloreto de xilideno
tetrahidrotiofeno) (PTHT) e o sódio dodecilbenzenosulfonado (DBS). Os filmes foram
depositados em substratos de vidro (BK7) com 02, 05 e 10 camadas de POMA na forma de sal de
esmeraldina e 05, 10, 25 e 50 camadas PTHT+DBS.Os filmes de PPV+DBS sobre as camadas de
POMA foram obtidos do processo de conversão térmica a 110oC e 230 oC sob vácuo (10-2 atm)
durante 2h. As caracterizações ópticas foram realizadas através da absorbância,
fotoluminescência em função da temperatura, excitação seletiva e absorbância e
fotoluminescência polarizadas. A Espectroscopia Raman e Microscopia Força Atômica (AFM)
foram realizados para estudarmos as propriedades estruturais e morfológicas de superfície,
respectivamente, dos filmes LBL de POMA/PPV. O experimento de absorção mostrou que as
camadas de PPV+DBS são adsorvidas na mesma proporção, independentemente, do número de
camadas de POMA e da temperatura de conversão térmica. A forma de linha da
fotoluminescência (PL) não é afetada com a reação de conversão do PPV sobre as camadas de
POMA para todas as amostras. A alta estabilidade do PPV foi observada; com a PL integrada
decrescendo somente 10% quando a temperatura foi aumentada de 10 a 300K. Em outras
palavras, o espectro da PL para os filmes LBL com 25 camadas de PPV+DBS depositados sobre
substrato de vidro decresce 80% na mesma variação de temperatura. A forma de linha do
espectro de excitação seletiva é similar ao da absorbância para os filmes LBL de POMA/PPV. A
análise do ordenamento molecular através da absorbância polarizada e da PL mostrou que as
moléculas de POMA e PPV estão orientadas, preferencialmente, na direção de mergulho. Estes
resultados foram confirmados via análises de AFM. Através dos dados Raman, foi possível
identificar a região de interface polímero/polímero e a interação dos grupos moleculares entre
POMA e PPV. Finalmente, o modelo físico foi proposto baseado nos dados experimentais para
explicar as propriedades ópticas do PPV sobre as camadas de POMA.
Abstract
This work presents the optical and morphological characterization of layer-by-layer
(LBL) ultra-thin films from poly(p-phenylene vinylene) (PPV) and poly(o-methoxyaniline)
(POMA). The PPV films were processed using the precursor polymer poly(xylylidene
tetrahydrothiophenium chloride) (PTHT) and the sodium dodecylbenzenesulfonate (DBS). The
films were deposited on glass substrate (BK7) with 2, 5, and 10 layers of POMA in esmeraldine
salt form and 5, 10, 25 and 50 layers of PTHT+DBS. The PPV+DBS films on POMA layer were
obtained from the thermal conversion process at 110oC and 230 oC under vacuum (10-2 atm)
environment during 2 h. The optical characterizations were performed with absorbance,
photoluminescence as function of the sample temperature, selective excitation, polarized
absorbance and photoluminescence. The Raman spectroscopy and Atomic Force Microscopy
(AFM) characterization were performed to study the structural and surface morphological
properties, respectively, of LbL POMA/PPV films. The absorption experiment shows that the
PPV+DBS layers are adsorbed in same ratio, independently, on the number of POMA layers and
the thermal conversion temperature. The line shape of the photoluminescence (PL) is not affected
with the PPV conversion reaction for all samples on POMA layer. High thermal stability of PPV
was observed; witch the integrated PL decreasing only 10% when the temperature was increased
from 10 to 300K. On the other hand, the PL spectra for LbL with 25 layers of PPV+DBS
deposited on glass substrate decrease 80% in the same sample temperature range. The line shape
of selective excitation spectra is similar of the absorbance one for LBL POMA/PPV films. The
molecular order analyses through of the polarized absorbance and PL show that the POMA and
PPV molecules are, preferential, oriented in the dip direction. This result was confirmed via AFM
analysis. From Raman data, it was possible to identify the polymer/polymer interface region and
the molecular group s interaction between POMA and PPV. Finally, a physical model was
proposal based on experimental data to explain the optical properties of PPV on POMA layer.
Palavras-chave
Técnica layer by layer, Poli(o-metoxianilina), Poli(p-fenileno vinileno), Caracterização óptica e morfológica, Layer-by-layer technique, Poly(o-methoxyaniline), Poly(p-phenylene vinylene), Optical and morphological characterization, Polímeros
Citação
CAMPOS, Karyne Ramos de. Caracterização óptica e morfológica de filmes automontados de POMA/PPV. 2008. 131 f. Dissertação (Mestrado em Ciências Exatas e da Terra) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2008.