Published March 1, 2020 | Version v1
Publication Open

Exploring the structural properties and enhancement of Opto-electrical investigations for the synthesized epoxy based polymers with local nanoscale structures

Creators

  • 1. University of Sfax
  • 2. King Khalid University
  • 3. Conservatoire National des Arts et Métiers
  • 4. Laboratoire des systèmes et applications des technologies de l'information et de l'énergie
  • 5. École Normale Supérieure Paris-Saclay
  • 6. French National Centre for Scientific Research
  • 7. University of Limoges
  • 8. ParisTech
  • 9. Arts et Metiers Institute of Technology
  • 10. Université du Québec à Trois-Rivières

Description

Abstract Epoxy networks of the diglycidyl ether of bisphenol A (DGEBA) were prepared using 4, 4′-diaminodiphenyl (44′DDS) and 3, 3′-diaminodiphenyl (33′DDS) sulfone diamines crosslinking hardeners. The structural, linear optical and mechanical properties of the investigated sample were analysed. Dynamic Mechanical Thermal Analysis and wide-angle x-ray diffraction were conducted to select a candidate presenting interesting thermo-mechanical properties and particular nanostructures embedded in an amorphous matrix. Our choice is therefore focused on DGEBA/33′DDS polymer for which, rocking curve measurements revealed the existence of two principal reflecting planes inclined to each other by about 0.27°. To highlight the potential effect of these interfaces, Thermally Stimulated Depolarization Current (TSDC) and Time Domain Spectroscopy measurements have been carried out. The application of the windowing polarization TSDC technique, in DGEBA/33′DDS polymer sample, gives an almost linear variation of the activation energies in the range between 3.65 and 4.09 eV. To our knowledge, this is the first study concerning epoxy polymers in which activation energies associated to ρ interfacial charge relaxations are calculated. To study the effect of the interfaces and trapped charge carriers, correlated by the angle x-ray diffraction measurements, the optical parameters were investigated. Our contribution will open a new avenue for developing the DGEBA/33′DDS polymer sustainable candidate in optoelectronic engineering applications.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

تم تحضير شبكات الإيبوكسي التجريدية للإيثر ثنائي الجليسيديل لثنائي الفينول أ (DGEBA) باستخدام 4، 4'- ثنائي أمين ثنائي الفينيل (44'DDS) و 3، 3'- ثنائي أمين ثنائي الفينيل (33'DDS) سلفون ديامينز تشابكي. تم تحليل الخصائص الهيكلية والخطية البصرية والميكانيكية للعينة التي تم فحصها. تم إجراء التحليل الحراري الميكانيكي الديناميكي وانحراف الأشعة السينية واسع الزاوية لاختيار مرشح يقدم خصائص ميكانيكية حرارية مثيرة للاهتمام وهياكل نانوية معينة مضمنة في مصفوفة غير متبلورة. لذلك يركز اختيارنا على بوليمر DGEBA/33'DDS الذي كشفت قياسات المنحنى الهزاز عن وجود مستويين عاكسين رئيسيين يميلان إلى بعضهما البعض بنحو 0.27درجة. لتسليط الضوء على التأثير المحتمل لهذه الواجهات، تم إجراء قياسات مطيافية لتيار إزالة الاستقطاب المحفز حرارياً (TSDC) والنطاق الزمني. يعطي تطبيق تقنية استقطاب النوافذ TSDC، في عينة بوليمر DGEBA/33'DDS، تباينًا خطيًا تقريبًا لطاقات التنشيط في النطاق بين 3.65 و 4.09 فولت. على حد علمنا، هذه هي الدراسة الأولى المتعلقة ببوليمرات الإيبوكسي التي يتم فيها حساب طاقات التنشيط المرتبطة باسترخاء الشحنة البينية. لدراسة تأثير الواجهات وحاملات الشحنة المحاصرة، المرتبطة بقياسات حيود الزاوية بالأشعة السينية، تم فحص المعلمات البصرية. ستفتح مساهمتنا طريقًا جديدًا لتطوير مرشح DGEBA/33'DDS للبوليمر المستدام في تطبيقات الهندسة الإلكترونية الضوئية.

Translated Description (French)

Des réseaux époxydes abstraits de l'éther diglycidylique du bisphénol A (DGEBA) ont été préparés en utilisant des durcisseurs de réticulation 4, 4′-diaminodiphényle (44 ′ DDS) et 3, 3′-diaminodiphényle (33′DDS) sulfone diamines. Les propriétés structurelles, optiques linéaires et mécaniques de l'échantillon étudié ont été analysées. L'analyse thermique mécanique dynamique et la diffraction des rayons X grand angle ont été menées pour sélectionner un candidat présentant des propriétés thermomécaniques intéressantes et des nanostructures particulières intégrées dans une matrice amorphe. Notre choix s'est donc porté sur le polymère DGEBA/33′DDS pour lequel, les mesures de courbe de basculement ont révélé l'existence de deux plans réflecteurs principaux inclinés l'un par rapport à l'autre d'environ 0,27°. Pour mettre en évidence l'effet potentiel de ces interfaces, des mesures de courant de dépolarisation stimulée thermiquement (TSDC) et de spectroscopie dans le domaine temporel ont été effectuées. L'application de la technique de polarisation de fenêtrage TSDC, dans un échantillon de polymère DGEBA/33′DDS, donne une variation presque linéaire des énergies d'activation dans la plage comprise entre 3,65 et 4,09 eV. À notre connaissance, il s'agit de la première étude concernant les polymères époxydes dans laquelle les énergies d'activation associées aux relaxations de charges interfaciales ρ sont calculées. Pour étudier l'effet des interfaces et des porteurs de charge piégés, corrélés par les mesures de diffraction des rayons X d'angle, les paramètres optiques ont été étudiés. Notre contribution ouvrira une nouvelle voie pour le développement du polymère candidat durable DGEBA/33'DDS dans les applications d'ingénierie optoélectronique.

Translated Description (Spanish)

Resumen Las redes epoxi del diglicidil éter de bisfenol A (DGEBA) se prepararon utilizando endurecedores de reticulación de 4,4 '-diaminodifenilo (44'DDS) y 3,3'-diaminodifenil (33'DDS) sulfona diaminas. Se analizaron las propiedades estructurales, ópticas lineales y mecánicas de la muestra investigada. El análisis térmico mecánico dinámico y la difracción de rayos X de gran angular se realizaron para seleccionar un candidato que presentara propiedades termomecánicas interesantes y nanoestructuras particulares incrustadas en una matriz amorfa. Por lo tanto, nuestra elección se centra en el polímero DGEBA/33′DDS para el cual, las mediciones de la curva de balanceo revelaron la existencia de dos planos reflectantes principales inclinados entre sí en aproximadamente 0.27°. Para resaltar el efecto potencial de estas interfaces, se han realizado mediciones de corriente de despolarización estimulada térmicamente (TSDC) y espectroscopia de dominio de tiempo. La aplicación de la técnica TSDC de polarización por ventanas, en la muestra de polímero DGEBA/33′DDS, da una variación casi lineal de las energías de activación en el rango entre 3.65 y 4.09 eV. Hasta donde sabemos, este es el primer estudio sobre polímeros epoxi en el que se calculan las energías de activación asociadas a las relajaciones de carga interfacial ρ. Para estudiar el efecto de las interfaces y los portadores de carga atrapados, correlacionados por las mediciones de difracción de rayos X en ángulo, se investigaron los parámetros ópticos. Nuestra contribución abrirá una nueva vía para desarrollar el candidato sostenible de polímero DGEBA/33′DDS en aplicaciones de ingeniería optoelectrónica.

Files

document.pdf

Files (1.7 MB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:e01aa7bcdd7168406cb32ae3834a4107
1.7 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
استكشاف الخصائص الهيكلية وتعزيز الفحوصات الكهروضوئية للبوليمرات المصنّعة القائمة على الإيبوكسي مع الهياكل النانوية المحلية
Translated title (French)
Explorer les propriétés structurelles et l'amélioration des investigations opto-électriques pour les polymères à base d'époxy synthétisés avec des structures locales à l'échelle nanométrique
Translated title (Spanish)
Exploración de las propiedades estructurales y mejora de las investigaciones optoeléctricas para los polímeros basados en epoxi sintetizados con estructuras locales a nanoescala

Identifiers

Other
https://openalex.org/W3008550872
DOI
10.1088/2053-1591/ab7b2a

Is supplement to
https://openalex.org/W2086022226 (Other)
https://openalex.org/W2336824124 (Other)
https://openalex.org/W2347866239 (Other)
https://openalex.org/W2045408355 (Other)
https://openalex.org/W2086991015 (Other)
https://openalex.org/W1972014869 (Other)
https://openalex.org/W2922005889 (Other)
https://openalex.org/W2067600062 (Other)
https://openalex.org/W3176323278 (Other)
https://openalex.org/W2131022423 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Tunisia

References

  • https://openalex.org/W643243050
  • https://openalex.org/W1030988087
  • https://openalex.org/W1906041268
  • https://openalex.org/W1911519613
  • https://openalex.org/W1959137768
  • https://openalex.org/W1967182949
  • https://openalex.org/W1967400328
  • https://openalex.org/W1969018559
  • https://openalex.org/W1976243143
  • https://openalex.org/W1987415047
  • https://openalex.org/W1988148294
  • https://openalex.org/W1990359627
  • https://openalex.org/W1993105965
  • https://openalex.org/W2000295372
  • https://openalex.org/W2008084137
  • https://openalex.org/W2010252256
  • https://openalex.org/W2010986811
  • https://openalex.org/W2017827550
  • https://openalex.org/W2024141493
  • https://openalex.org/W2036585471
  • https://openalex.org/W2038087306
  • https://openalex.org/W2039430409
  • https://openalex.org/W2056043761
  • https://openalex.org/W2065027302
  • https://openalex.org/W2068251210
  • https://openalex.org/W2074873857
  • https://openalex.org/W2077080407
  • https://openalex.org/W2081541669
  • https://openalex.org/W2117392963
  • https://openalex.org/W2131820916
  • https://openalex.org/W2136625077
  • https://openalex.org/W2144376746
  • https://openalex.org/W2149554591
  • https://openalex.org/W2150009722
  • https://openalex.org/W2152758994
  • https://openalex.org/W2170581925
  • https://openalex.org/W2181255983
  • https://openalex.org/W2307154568
  • https://openalex.org/W2320749521
  • https://openalex.org/W2588490369
  • https://openalex.org/W2783027264
  • https://openalex.org/W2796351535
  • https://openalex.org/W2798093810
  • https://openalex.org/W2971971882