Desarrollo de materiales elastoméricos en base de poliuretano e iones lantánidos : estudio de sus propiedades ópticas, dieléctricas y dinamo-mecánicas

Abstract

En este trabajo se prepararon nuevos materiales elastoméricos en base de poliuretano termoplástico (TPU) y especies de terbio(III) para estudiar sus propiedades ópticas, dieléctricas y dinamo-mecánicas. Se utilizaron dos compuestos de terbio(III), una sal de nitrato comercial, y se sintetizó y caracterizó un compuesto de coordinación de fórmula [TbL(NO3)2](NO3)(H2O), donde L corresponde a un ligando macrocíclico hexaaza derivado de 2,6-piridindicarboxialdehído y etilendiamina. Los materiales poliméricos dopados fueron elaborados mediante el método en solución obteniendo películas, cuya homogeneidad se verificó mediante SEM-EDX. La espectroscopia FT-IR y DSC evidenciaron la existencia de interacciones entre el nitrato de terbio(III) y los grupos uretano del TPU, produciéndose un entrecruzamiento parcial del polímero. Además, esto se corroboró mediante análisis térmico dieléctrico debido a los cambios en las transiciones  y la aparición de transiciones . El ensayo dinamomecánico de las películas conteniendo nitrato de terbio(III) arrojó un cambio percibido como un desplazamiento en la transición vítrea de -61 hasta -55 °C. No obstante, las películas dopadas con [TbL(NO3)2](NO3)(H2O) no mostraron cambios significativos en las propiedades del TPU. Por otra parte, el rendimiento cuántico de los compuestos de terbio(III) no se vio afectado significativamente por la matriz. Finalmente, se pudo establecer que las películas basadas en nitrato de terbio(III) presentan un mayor tiempo de vida de luminiscencia en comparación con las películas derivadas del complejo sintetizado

In this thesis, new elastomeric materials have been developed based on thermoplastic polyurethane (TPU) and terbium(III) species, with the aim to analyze their optical, dielectric and dynamic mechanical properties. Two terbium(III) species were used, commercially available nitrate salt, and also a coordination compound was synthesized, of formula [TbL(NO3)2](NO3)(H2O), being L an hexadentate macrocyclic ligand derived from 2,6-piridinedicarboxialdehyde and ethylenediamine. The doped-polymeric materials were prepared from solutions obtaining homogenous films, as evidenced by SEM-EDXS. FTIR spectroscopy and DSC proved the presence of terbium(III)-TPU interactions through the urethane groups, producing a partial crosslinking of the polymer. Furthermore, this was corroborated by dielectric thermal analysis, due to the modifications of the  transitions and the presence of  transitions. Dynamic mechanical analysis of the films with terbium(III) nitrate, shows a shift in the vitreous transition from -61 to -55 °C. However, the films doped with [TbL(NO3)2](NO3)(H2O) did not show significant changes from the TPU properties. On the other hand, the quantum yields of the terbium(III) compounds were not affected by the matrix. Finally, the films doped with terbium(III) nitrate shows higher luminescent lifetime in comparison with the ones doped with the synthesized complex