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http://ciqa.repositorioinstitucional.mx/jspui/handle/1025/339| Cristales líquidos poliméricos foto-sensible ensamblados a yodopentafluorobenceno mediante puente de halógeno | |
| CINTHYA VALESKA CASTRO PEREZ | |
| Acceso Abierto | |
| Atribución-NoComercial-SinDerivadas | |
| Maestría en tecnología de polímeros | |
| En este trabajo se planteó la síntesis y estudio de diferentes azocompuestos, los cuales permitieran
preparar complejos mediante la interacción puente de halógeno (XB). Este tipo de interacción es análogo
al puente de hidrógeno (HB), con la diferencia de que la interacción se lleva a cabo entre un halógeno
(I, Br o Cl) y un átomo donador de densidad electrónica. Una de las características químicas que se
buscó en la síntesis de los azocompuestos fue una alta anisotropía molecular para promover, por un lado,
el desarrollo de propiedades de cristal líquido y por el otro, una buena interacción lateral que permita la
orientación coordinada de moléculas, la cual es ópticamente inducida. Para el diseño y síntesis de los
azocompuestos se siguieron dos estrategias: en la primera el halógeno (yodo) forma parte de la estructura
azobencénica, mientras que en la segunda es el donador de densidad electrónica (piridina) el que forma
parte de ella. La primera estrategia (dos líneas de síntesis) condujo a compuestos poco solubles que no
permitieron la formación de complejos por puentes de halógeno al mezclarlos con bipiridina. Aunque,
el estudio térmico de estos compuestos poco solubles arrojó resultados interesantes desde el punto de
vista de sus propiedades de cristal líquido. En cuanto a la segunda estrategia (una sola línea de síntesis),
ésta permitió obtener un azocompuesto que posee en su estructura una piridina lo mismo que una
funcionalidad metacrílica. Este monómero mostró buena solubilidad, así como propiedades de cristal
líquido y ópticas foto-inducidas. A partir de este monómero se prepararon, vía polimerización por
radicales libres, un homopolímero y un copolímero (comonómero metacrilato de metilo), los cuales se
mezclaron con un compuesto yodoperfluorado para su ensamble a través de puentes de halógeno.
La estructura química de todas las moléculas sintetizadas fue confirmada por resonancia magnética
nuclear (RMN) de 1H y sólo en algunas moléculas se corroboró por espectroscopia infrarroja por
transformada de Fourier (FT-IR). El peso molecular promedio (Mn) del polímero y copolímero,
estudiados por GPC, resultó ser relativamente bajo (2000-4000 g/mol), lo mismo que su índice de
dispersidad. Ambos polímeros presentaron buena estabilidad térmica (Tdi ≥ 210 °C) según TGA. Los análisis por microscopía óptica de luz polarizada (POM), calorimetría de barrido diferencial (DSC) y difracción de rayos X (XRD) mostraron que el monómero y el polímero presentan propiedades de cristal líquido al igual que el complejo preparado con el polímero. Por espectroscopía UV-vis en solución (THF como disolvente) se determinó el grado de foto-isomerización trans-cis del monómero, polímero y copolímero, alcanzando un porcentaje de isómero cis (%Z) de 95, 82, 95, respectivamente. La fotoisomerización trans-cis en película sólo se estudió en el copolímero y su complejo, obteniéndose para el copolímero una foto-conversión (isómero cis) del 60 %, que es menor comparado con lo obtenido en solución, mientras que para su complejo fue sólo de 46 %. Para el copolímero y su complejo también se llevaron a cabo experimentos de birrefringencia (Δn) foto-inducida con un haz de 405 nm, obteniendo valores de 0.044 y 0.066, siendo mayor para la película del complejo, lo que pudiera deberse a la interacción de puente de halógeno. En cuanto al orden foto-inducido, éste no parece ser tan estable ya que se produjo una cierta relajación cuando la película se dejó de irradiar. Se realizaron varios ciclos escritura-borrado para las películas de copolímero y su complejo, obteniendo resultados satisfactorios para posibles aplicaciones en el grabado de datos en memorias ópticas. La rápida respuesta observada en los experimentos de escritura-borrado parece indicar que la interacción entre los azocompuestos propicia el movimiento cooperativo; es decir, que la organización espontánea de tipo cristal líquido es favorable para la orientación molecular foto-inducida. | |
| 2017 | |
| Trabajo de grado, maestría | |
| QUÍMICA | |
| Aparece en las colecciones: | Tesis de Maestría |
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| Tesis MTP Cinthya Valeska Castro Pérez Dic 20 2017.pdf | 13.56 MB | Adobe PDF | Visualizar/Abrir |