Estudo das propriedade luminescentes de elastômeros PEBA 2533 contendo complexo de Eu(tta)3(H2O)2

Abstract

Materiais luminescentes, baseados em complexos de -Dicetona de íons terras raras vêm sendo estudados com potenciais aplicações em diversos campos tecnológicos, tais como em camadas emissoras de diodos orgânicos emissores de luz (OLEDS), displays e sensores e amplificadores ópticos. Diversas matrizes vêm sendo estudadas para imobilizar esses complexos a fim de formar filmes auto-suportados com boas propriedades mecânicas para aplicações em dispositivos flexíveis. Visando a obtenção de um material com propriedades mecânicas e luminescentes, o complexo de - Dicetona - Eu(tta)3(H2O)2 foi incorporado em um elastômero comercial denominado PEBAX ® 2533, que é um copolímero em bloco que possui 20 % de unidades rígidas de poliamida (PA) e 80 % de unidades flexíveis de poliéster (PE) 80 %. Os filmes de PEBAX® 2533 contendo diferentes quantidades do complexo Eu(tta)3(H2O)2 foram preparados e caracterizados por espectroscopia vibracional na região do infravermelho - ATR, difratometria de raios x, espectroscopia eletrônica na região do UV-visível e espectroscopia eletrônica de luminescência. Além disso, também foram avaliadas as propriedades térmicas, por termogravimetria e calorimetria exploratória diferencial, e mecânicas por ensaios de tensão-deformação. Os filmes apresentam alta transparência na região do visível e são termicamente estáveis até aproximadamente 200o C. Apresentam também altos tempos de vida do estado excitado com alta intensidade de emissão na região do vermelhoalaranjado e rendimentos quânticos de emissão por volta de 61 %. As propriedades mecânicas com comportamento altamente elástico com deformação acima de 1000% se mantiveram mesmo com a inclusão do complexo. Os elastômeros luminescentes obtidos são promissores e estão sendo testados com potencial aplicação para dispositivos óticos sensores com propriedades mecânico-luminescentes em colaboração com o grupo de materiais luminescentes da Universidade de Aveiro – Portugal.

Luminescent materials, based on -Diketone complexes of rare earth ions have been studied with potential applications in several technological fields, such as in thin layers for organic light-emitting diodes (OLEDS), displays and optical sensors and amplifiers. Several matrices have been studied to immobilize these complexes in order to form selfassemble films aiming mechanical properties for applications in flexible devices. In order to obtain a multifunctional presenting excellent mechanical and luminescent properties, - Diketone - Eu(tta)3(H2O)2 complex was incorporated into a commercial elastomer socalled PEBAX® 2533, which consist of 20% of rigid polyamide (Nylon 12) block copolymer labeled (PA) and of 80% of flexible polyether segments (PTMO) labeled (PE). PEBAX® 2533 films containing different amounts of the Eu(tta)3(H2O)2 complex were prepared and characterized by x-ray diffractometry, infrared - ATR, UV-visible, and photoluminescence spectroscopies. In addition, the thermal properties were also evaluated by thermogravimetry, differential scanning calorimetry, and mechanical properties by stress-strain tests. The films present high transparency in the visible region and are thermally stable up to approximately 200o C. Moreover, they also showed lifetime values similar to that usually found for the pristine complex and high intensity of emission in the orange-red region with quantum emission yields of around 61%. The mechanical properties with highly elastic behavior with deformation above 1000% were kept even with the inclusion of the complex. The luminescent elastomers obtained are promising and are being tested with potential application for optical sensor devices with mechanicalluminescent properties in collaboration with the luminescent materials group at the University of Aveiro - Portugal.