64ª Reunião Anual da SBPC

A. Ciências Exatas e da Terra - 3. Física - 4. Física da Matéria Condensada

CARACTERIZAÇÃO DE FILMES FINOS DE POLÍMEROS SEMICONDUTORES

Joyce Araujo Borges 1 Francisco Eroni Paz dos Santos 1,2

1. Depto. de Física - UFPI 2. Prof. Dr. / Orientador

INTRODUÇÃO:

Os polímeros podem ser divididos em classes e, dentre eles, podemos citar os polímeros conjugados, que são capazes de conduzir corrente elétrica. Diversos tipos de polímeros conjugados têm sido utilizados na construção de dispositivos eletroluminescentes. Os polímeros eletroluminescentes são uma classe de materiais denominada semicondutores orgânicos com grande potencial de aplicação. Esses polímeros podem constituir a camada ativa de diodos emissores de luz (LEDs). Diversos polímeros conjugados têm sido utilizados na construção de dispositivos eletroluminescentes que são denominados como semicondutores orgânicos com grande potencial de aplicação, além de inúmeras vantagens em relação aos semicondutores inorgânicos, dentre elas o baixo custo, facilidade na formação de filmes finos e alta estabilidade térmica. O primeiro polímero utilizado na fabricação desse tipo de dispositivo foi o PPV – poli(p-fenilenovinileno), que tem tido grande destaque devido as suas características. Esse polímero pode ser sintetizado a partir de seu precursor solúvel, o PTHT. O PPV, assim como vários outros polímeros conjugados, apresenta algumas dificuldades de processamento oriundos do fato de não ser solúvel, o que dificulta ou até mesmo impede a costrução desses dispositivos. Este fato pode ser contornado produzindo um precursor que seja solúvel e que possa ser processado por “casting” ou “spin-coating” a fim de produzir filmes finos usados em dispositivos.

METODOLOGIA:

Para a síntese química do PPV foram utilizados o monômero p-xilideno bis(cloreto de tetrahidrotiofeno) – PTHT, em forma de pó, além de ácido clorídrico, hidróxido de sóido e metanol. Em um erlenmeyer de 125 mL foi dissolvido 1,0483g do monômero p-Xilideno bis(cloreto de tetrahidrotiofeno) em 10 mL de metanol. A solução foi mantida sob agitação com o auxílio de um agitador magnético e em banho de gelo. Adicionou-se então, com o auxílio de uma pipeta graduada, 7 mL do agente polimerizante hidróxido de sódio (0,441 mol L-1) gota a gota na solução. Como houve a pequena formação de gel, foram adicionadas algumas gotas de metanol, e em seguida, continuou-se o gotejamento. Agitou-se a solução por durante vinte minutos, e então, adicionou-se 9,0mL de ácido clorídrico (0,357 mol L-1) para que fosse interrompido o processo de polimerização, mantendo sempre o sistema coberto com papel alumínio para evitar possível degradação provocada pela luz. Após duas horas de agitação, submeteu-se a amostra à diálise por três dias, trocando a água pelo menos duas vezes ao dia. Lâminas de vidro foram utilizadas como substrato de suporte para a preparação dos filmes de PPV. A etapa de conversão térmica do PTHT para PPV foi realizada em uma estufa a vácuo, onde o filme foi mantido por duas horas para que fosse completa a conversão. A caracterização dos filmes finos de PTHT e PPV foi realizada em um espectofotômetro UV-Vis da linha Shimadzu. Os filmes foram preparados pelo método casting.

RESULTADOS:

Neste trabalho, foram realizadas três sínteses para se obter após conversão do PTHT em PPV, filmes de ótima qualidade. A espectroscopia UV-Vis foi de suma importância pois, permitiu identificar de acordo com a literatura, se realmente houve conversão do PTHT para PPV, além de identificar a qualidade da síntese através do polímero obtido. Os resultados obtidos em forma de gráficos nos mostram quanto de radiação foi absorvido pelo analito (absorbância) e o comprimento de onda. Através dos gráficos obtidos, foi observaou-se que o PPV possui uma banda de absorção muito larga. Isso é devido à energia envolvida na transição do elétron, pois teremos transições vibracionais-rotacionais e eletrônicas fazendo com que a banda de absorção do PPV se torne mais larga. Após sintetizado o material, não observamos mais essas transições porque provavelmente não exista mais cor, pois a transição já deve estar no ultravioleta. Em um segundo gráfico, foi feita a comparação entre o PTHT obtido pelo método casting e soluções do mesmo diluído em água deionizada, ou seja, foi feita a comparação entre o método casting e a concentração. Foi observado que em concentrações maiores são mais perceptíveis à transição do elétron, devido a presença de um pico mais elevado. E fazendo uma comparação com o último gráfico obtido na terceira síntese, observou-se que gráfico da solução de PTHT se parecia muito com o gráfico da primeira síntese.

CONCLUSÃO:

Pelos resultados obtidos através dos gráficos, foi podido observar que a rota de síntese utilizada para a obtenção do PPV, está em acordo com a rota de síntese proposta pela literatura, além do mais, verificamos que a nossa rota de síntese permitiu a fabricação de filmes finos de boa qualidade. Foi observado ainda que, a nova síntese realizada estava de acordo com a primeira havendo apenas uma diferença de concentração entre as soluções de PTHT. Isso pôde ser constatada pelas linhas verdes existentes em cada gráfico. Portanto, concluímos que a nossa rota de síntese foi realizada com sucesso.

Palavras-chave: Polímero, Filmes, UV-vis.