Polimerik ve oligometrik yapılı metal içeren epoksi polimerlerinin hazırlanması, termal ve elektronik özelliklerinin araştırılması

Abstract

Bu çalışmada Schiff bazı yapılı 2-(2-etoksietanol)-benziliden-salisilhidrazid (SAEEBSH) ligandının sentezi gerçekleştirilmiştir. Bu ligandın ilgili geçiş metali ve lantanit tuzlarıyla metanolik ve etanolik çözeltiler içinde kompleksleri sentezlenmiştir. Komplekslerin hazırlanmasında Cu(OAc)2, Cd(OAc)2.2H2O, Ni(OAc)2.4H2O, La(NO3)3.6H2O, Sm(NO3)3.6H2O ve Gd(NO3)3.6H2O tuzları kullanıldı. Daha önceden çalışma grubumuz tarafından sentezi yapılan Schiff bazı yapılı p-hidroksi benziliden-salisilhidrazid (p-HBSH)' in lantanit tuzlarıyla kompleksleri de sentezlendi. Sentezlenen hidroksil fonksiyonel grubu içeren komplekslerin metal içeren epoksi polimerleri, diglisidil eter bisfenol-A (DGEBA) ve katalizör olarak tetrabutil amonyumhidroksit (TBAH) kullanılarak hazırlandı. Kürleme şartları azot atmosfeti altında 150 °C ve 175 °C de gerçekleştirildi. Hazırlanan Schiff bazı ligantların karakterizasyonları 1H-NMR, 13C-NMR, FT-IR ve MS spektroskopi teknikleri ile gerçekleştirilmiştir. Hazırlanan Cu2+, Cd2+, Ni2+, La3+, Sm3+ ve Gd3+ komplekslerinin karakterizasyonları FT-IR, Uv-Vis, floresans spektroskopi ve MS spektroskopi metotları ile gerçekleştirilmiştir. Hazırlanan epoksi polimerlerinin karakterizasyonları FT-IR spektroskopisi ile, termal davranışları TG ve DTA analiz yöntemleri ile ve elektronik özellikleri Uv-Vis ve floresans spektoroskopisi teknikleri ile incelendi. Hazırlanan metal içeren epoksi polimerlerin termal karakterizasyonlarından, bozunma sıcaklıkları değerlendirildiğinde, bilinen epoksi polimerlerine göre termal kararlılıkların arttığı tespit edildi. Hazırlanan komplekslerin çözeltilerinde alınan floresans spektrumlarından, çözücünün dielektrik sabitine bağlı olarak belirgin bir şekilde uyarma ve emisyon pikleri arasında stokes kaymasına sahip oldukları belirlendi. Hazırlanan metal içeren epoksi polimerlerin katı faz floresanslarında ise floresans geçişlerin keskinleştiği ve ters emisyon gösterdikleri belirlendi. Bu veriler ışığında değerlendirildiğinde, hazırlanan kompleksler ve bu komplekslerin epoksi polimerleri, termal dayanımı yüksek optoelektronik malzemelerin hazırlanmasında kullanılabilirler. Uygulanan bu yöntem ise bu tür çalışmalar için bir öncü olabilir.

In this study, Schiff base type ligand named as 2- (2-ethoxyethanol) benzylidene-salicyl hydrazide (SAEEBSH) were synthesized. The metal complexes were synthesized from the prepared ligand in methanol or ethanol by using related transition metal and lanthanide salts, such as Cu(OAc)2, Cd(OAc)2.2H2O, Ni(OAc)2.4H2O, La(NO3)3.6H2O, Sm(NO3)3.6H2O and Gd(NO3)3.6H2O. The complexes of p-Hydroxy benzylidene-salicyl hydrazide, which was synthesized by our group in the previous studies, were prepared with related lanthanide salts (La(NO3)3.6H2O, Sm(NO3)3.6H2O and Gd(NO3)3.6H2O). The metal containing epoxy polymers of the synthesized hydroxyl functional group containing metal complexes were prepared by using bisphenol A diglycidyl ether (DGEBA) and tetrabutylammonium hydroxide (TBAH) as the catalyst. Curing processes were carried out under Ar atmosphere in 150 °C and 175 °C. Synthesized Schiff base ligands were characterized by 1H-NMR, 13C-NMR, FT-IR and MS spectroscopy techniques. The prepared Cu2+, Cd2+, Ni2+, La3+, Sm3+ ve Gd3+ complexes were also characterized by FT-IR, Uv-Vis, fluorescence spectroscopy and MS spectroscopy methods. Synthesized epoxy polymers were characterized by FT-IR spectroscopy. TG and DTA analysis methods for thermal behaviour and Uv-Vis, fluorescence spectroscopy techniques for electronic properties were examined. It has been determined by the discussion of the decomposition temperatures determined in the thermal characterizations that the thermal stability of the prepared metal containing epoxy polymers improved when they compared with the bare species. The fluorescence spectra of the prepared complexes in different solvents had significantly stockes shifts between excitation and emission peaks depanding on the dielectric constants of the solvents. However, in the fluorescence spectra recorded in solid phase of the prepared metal containing epoxy polymers were determined that the fluorescence transitions appeared as narrowed and sharpened appconversion emissions at lower wavelengths. By the illumination of these results, it can be succeed that the prepared complexes and their metal containing polymers can be used in the manifacture of optoelectronic materials with their improved thermal stability. The applied method can also be pioneer in the field.