Structure and relaxation dynamics of comb-like polymers with rigid backbone

Abstract

Strukturelle Eigenschaften zweier kammartiger Polymere mit steifer Hautkette, Poly(1,4-Phenylen-2,5-n-Dialkoxyterephthalat) (PPAOT) und Poly (2,5-n-Dialkoxy-1,4-Phenylen-Vinylen), mit 6-12 CH2 Einheiten als Seitenketten wurden mittels Röntgenbeugung untersucht. Ziel war es mehr über den Packungszustand der CH2 Seitenketten in den CH2 Nanodomänen und deren Einfluss auf die Ordnung der Hauptkette zu lernen. Der Packungszustand der Seitenketten wurde auf Basis eines Vergleichs von VCH2 in Modifikation A und B untersucht. Es zeigte sich, dass die CH2 Seitenketten in Modifikation A ungeordnet sind, während sie in Modifikation B ehr vollständig Kristallin vorliegen. Dies hat einen starken Einfluss auf den π-π Abstand. Untersuchungen mittels Relaxationsspektroskopie der Modifikation A von PPAOT zeigte, dass die kooperative Dynamik der CH2 Einheiten, welche in CH2 Nanodomänen eingeschlossen sind, hauptsächlich von der Domänengröße abhängt. Dies wurde aus dem Übergang zu einem stärkeren nicht-Arrhenius Charakter sowie dem systematischen Anstieg der Relaxationstemperatur des αPE Prozesses mit steigender Kettenlänge geschlossen.

Structural features of two series of rigid main chain comb-like polymers, poly(1,4-phenylene-2,5-n-dialkyloxyterephthalate)s (PPAOTs) & poly(2,5-n-dialkyloxy-1,4-phenylenevinylene)s (AOPPVs), with 6 - 12 CH2 unit/side chain were investigated by X-ray diffraction. Main aim was to learn about the packing state of alkyl side groups within their alkyl nanodomains & a possible influence of the side chain packing state on main chain ordering. The packing state of the side chains is investigated based on a comparison of the VCH2 in modification A & B, showing that the alkyl groups are disordered in case of modification A while they are probably fully crystalline in case of modification B. Also this side chain packing result in a significant variation of the π-π spacing. Studies by relaxation spectroscopy on modification A of PPAOTs clearly show that the cooperative dynamics of CH2 units confined within alkyl nanodomains is mainly affected by the domain size. It is confirmed by the transition from a weak to more pronounced non-Arrhenius character as well as the systematic increase of relaxation temperatures of the αPE process with increasing side chain lengths.