Filmes ultrafinos de polímeros contendo cromóforos de azobenzeno

Abstract

Foram investigadas as propriedades de formação de filmes de Langmuir e as propriedades ópticas e elétricas de filmes mistos de Langmuir-Blodgeti (LB) preparados com os polímeros HPDR13, MMA-DR13 e IPDI-DR19CI com adição de estearato de cádmio (CdSt). Para caracterizar os polímeros foram usadas as técnicas de calorimetria diferencial de varredura, espectroscopia ultravioleta-visível (W-Vis) e difração de raios X. As medidas de isotermas de pressão e de potencial de superfície com os filmes Langmuir mostraram que ocorre agregação molecular associada a interações dipolares. Medidas de absorção no W-Vis mostraram que os agregados dipolares formados são do tipo-J. As investigações dos sistemas poliméricos mostraram que o sinal da birrefringência fotoinduzida pode depender do número de camadas LB, potência da luz de excitação e temperatura. Funções com duas exponenciais e de Kohlrausch-Williams-Watts foram usadas de forma sistemática para analisar as curvas de crescimento e decaimento do sinal de birrefringência. As dependências das constantes de tempo das funções citadas também foram analisadas em função da temperatura. Observou-se que os filmes de IPDI-DR19CI/CdSt apresentam os resultados mais regulares e mais reprodutíveis para a birrefringência fotoinduzida. Isso foi atribuído a maior homogeneidade desse tipo de filme devida a menor agregação dipolar. Experimentos realizados em baixa temperatura com o polímero MMA-DRI 13 mostraram que o sinal máximo da birrefringência fotoinduzida aumenta até 120 K e diminui acima desse valor. 0s resultados abaixo de 120 K foram analisados a luz da teoria do volume livre local e dos mecanismos de fotoisomerização e difusão rotacional térmica As medidas elétricas com os filmes LB mostraram que todos os filmes poliméricos apresentam um r e m e de condução ôhmico em baixos campos elétricos e um outro regime não ôhmico atribuído a injeção de portadores no volume do material. Concluiu-se das medidas elétrica que o CdSt determina as propriedades de condução dos filmes LB mistos

The formation of Langmuir films and the optical and electrical properties of mixed Langmuir-Blodgett (LB) films were studied. Films were prepared using cadmium stearate (CdSt) and the polymers HPDR13, MMA-DR13 and IPDI-DR19CI. These polymers were characterized with differential scanning calorimetry, visible-ultraviolet spectroscopy (UVVis) and X-ray- diffraction. Surface pressure and surface potential isotherms of the Langmuir films indicated the presence of molecular aggregation due to dipolar interactions. UV-Vis spectroscopy suggested J-type aggregation of dipoles. Measurements on mixed LB film showed that the photoinduced birefringence depends on the number of LB layers, the power of excitation light and on the temper-re. A double exponential function and the Kohlrausch-Williams-Watts function were used for analyzing the experimental curves of growth and decay of the birefringence signal. The dependence of time constants of such functions on the temperature was also analyzed. Mixed LB films of IPDI-DR19CI/CdSt presented the most reproducible results of photoinduced birefringence, which was attributed to the better homogeneity of this type film probably due to the low dipolar aggregation. Experiments carried out with the polymer MMA-DRI3 at low temperatures revealed that the maximum of birefringence increases up to 120 K and then decreases for higher temperatures. Results under 120 K were analyzed using the free local volume theory and included photoisomerization and thermal rotational diffusion processes. Electrical measurements of LB films showed that all LB films present an ohmic conduction regime at low electric fields and a non-ohmic regime attributed to charge carrier injection into the film bulk. It is concluded that CdSt determines the conduction properties of mixed LB films