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Síntesis de cristales líquidos portadores de grupos ciano p-terfenilo y estudio de sus propiedades termotrópicas y ópticas
ISAURA FELIX SERRANO
Acceso Abierto
Atribución-NoComercial-SinDerivadas
Doctorado en tecnología de polímeros
Los polímeros con grupos -conjugados que combinan propiedades de cristal líquido con propiedades ópticas de emisión son de gran interés para aplicaciones en dispositivos ópticos. En el presente trabajo se sinterizaron monómeros y polímeros que incorporan p- terfenilos sustituidos con grupos ciano y cadenas oxialquílicas. Inicialmente se presentan y discuten las técnicas de síntesis utilizadas para la obtención de los precursores, monómeros y polímeros, lo mismo que su caracterización química por FTIR, 1 H-NMR y C-NMR, y en ciertos casos complementado por espectroscopia NMR en 2D (COSY, HSQC, HMBC y DEPT-135). Posteriormente se hizo un estudio de sus propiedades térmicas y termotrópicas utilizando las técnicas de TGA, DSC, POM y XRD, a través de las cuales se elucidó su estabilidad térmica y su comportamiento de cristal líquido, logrando determinar el tipo de mesofase y sus parámetros estructurales. Los resultados mostraron que los materiales sintetizados son térmicamente estables hasta 300 °C y desarrollan fases esmécticas de bajo orden (fluidas) en amplios intervalos de temperatura. El arreglo molecular en las fases esmécticas es de tipo monocapa inclinado y ortogonal bicapa. Por otra parte, se llevó a cabo un estudio de las propiedades ópticas en solución usando THF, y en un caso específico (monómero mCN) el estudio se extendió a otros disolventes de constante dieléctrica diferente como tolueno, cloroformo y DMF. De este estudio se obtuvieron las propiedades ópticas de absorción en un espectrofotómetro UV-Vis y de emisión en un espectrofluorímetro, lo que permitió obtener, la banda gap, el desplazamiento de Stokes, el rendimiento cuántico y el tiempo de vida de fluorescencia. Los resultados mostraron que los materiales son semiconductores y que absorben y emiten en la región del ultravioleta, región de alta energía, además presentan rendimientos cuánticos superiores al 57 % y tiempos de vida de fluorescencia bajos (10 -9 s). Con respecto a las propiedades ópticas del monómero mCN, se observaron diferencias importantes en función de la constante dieléctrica del solvente, mostrándose un mayor rendimiento cuántico en DMF (≥ 90 %). Finalmente, el conjunto de resultados mostró que los monómeros y polímeros portadores de grupos ciano p-terfenilo son materiales estables, solubles, desarrollan fases de cristal líquido fluidas en amplios intervalos de temperatura, además son semiconductores que emiten una luz de alta energía con altas eficiencias cuánticas
2017
Trabajo de grado, doctorado
QUÍMICA
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