ÁREA: Química dos Materiais
TÍTULO: SÍNTESE E CARACTERIZAÇÃO DE FILMES AUTO-SUSTENTADOS DE BLENDAS DE POLIANILINA E POLI(ÓXIDO DE ETILENO)
AUTORES: SILVA, E. T. S. G., EIRAS, C., CUNHA, H. N., SOUZA, C. M. L.
DEPARTAMENTO DE QUíMICA E DEPARTAMENTO DE FíSICA, CCN – UFPI (THIAGUINBAIXO@HOTMAIL.COM)
RESUMO: Os polímeros condutores formam uma classe de materiais que apresentam condutividade eletrônica variável a qual depende do grau de dopagem do polímero. A combinação de um polímero condutor com materiais isolantes tais como o poli(óxido de etileno) (PEO), resulta na combinação de propriedades elétricas dos polímeros condutores com as boas propriedades mecânicas dos polímeros convencionais. Com o objetivo de unir as propriedades condutoras da PANI com as boas propriedades mecânicas da PEO, foram preparados filmes de PANI-PEO variando o dopante e o grau de dopagem. Os filmes foram caracterizados quanto às propriedades dinâmico-mecânicas, utilizando a técnica de análise térmica DMTA.
PALAVRAS CHAVES: blendas; poli(óxido de etileno); polianilina
INTRODUÇÃO: Ultimamente muito se tem estudado sobre polímeros condutores, bem como o fato de várias aplicações baseadas nesses polímeros tornarem-se viáveis comercialmente (NALWA, 1997). Esses polímeros vêm sendo usados para vários fins como: uso em baterias recarregáveis, protetor antiestático (HEEGER, 2002), em diodos emissores de luz (AKCELRUD, 2003), entre outros. Entre os polímeros condutores a polianilina (PANI) é inquestionavelmente o mais explorado devido a sua estabilidade ambiental, facilidade de preparação e a possibilidade de controlar sua condutividade elétrica com um processo de dopagem original (protônico). O poli(óxido de etileno) (PEO) é um polímero convencional com boa propriedades mecânicas, por isso tornou-se importante a preparação de blendas envolvendo a polianilina, que é um polímero condutor, e o PEO, para que se forme um filme de polímero condutor com boas propriedades mecânicas (LI e RUCKENSTEIN, 2004; ANAND et all., 1994). Tem-se como objetivo geral desse trabalho a preparação filmes auto-sustentados de blendas de polianilina (PANI) e poli(óxido de etileno) (PEO) pela técnica casting, evaporação do solvente.
MATERIAL E MÉTODOS: O monômero anilina (Acros, P.A.) foi bidestilado a vácuo com a presença de zinco metálico. A polianilina (PANI), em sua forma de base esmeraldina, foi quimicamente sintetizada pela metodologia proposta por Mattoso e colaboradores (MATTOSO et all., 1994). A polianilina foi diluída em N-metil-2-pirrolidona (NMP), enquanto que a PEO foi diluída em clorofórmio. Então foram preparados filmes auto-sustentados pelo método casting (BIANCHI, 1997) de blendas de PANI/PEO na proporção 1:0,5. O processo de dopagem do filme foi feito por imersão durante dois minutos usando sal de lítio (CF3SO3Li) e ácido canforsulfônico (CSA), ambos diluídos em acetonitrila (ACN), nas proporções 0,1, 0,01 e 0,001mol/L. Em uma segunda etapa os filmes cast PANI/PEO foram caracterizados quanto as suas propriedades dinâmico-mecânicas (DMA). A análise térmica dinâmico-mecânica (DMTA) foi realizada em equipamento da TA instruments, modelo DMA Q800. As curvas DMTA foram registradas sob as seguintes condições: DMA-Multifrequency strain, freqüência fixa de 1 HZ, amplitude de 20 micrometros, razão de aquecimento de 3 °C/min entre as temperaturas de 28 °C a 300 °C.
RESULTADOS E DISCUSSÃO: Filmes de PANI-PEO e PANI-PEO (1:0,5) dopados com sal de lítio (CF3SO3Li) e ácido canforsulfônico (CSA), ambos nas concentrações de 0,1 mol/L e 0,01 mol/L foram avaliados quanto ao módulo de armazenamento, picos máximos no módulo de perda e Tan delta. A dopagem da blenda PANI-PEO com o sal de lítio a 0,1 mol/L mostrou queda no valor do módulo de armazenamento (E’), enquanto a dopagem com 0,01 mol/L não foi alterado o comportamento, quando comparado ao valor de E’ da blenda sem dopagem. Observa-se que após a dopagem com os diferentes sais há um alargamento dos picos nos módulos de perda (E”) e de Tan Delta sugerindo a formação de fases nas blendas. A dopagem com o CSA apresentou menor valores no módulo de armazenamento sugerindo que a dopagem aumenta a rigidez dos filmes de PANI-PEO.
CONCLUSÕES: A dopagem da blenda PANI-PEO com o sal de lítio a 0,1 mol/L mostrou queda no valor do módulo de armazenamento (E’), enquanto a dopagem com 0,01 mol/L não foi alterado o comportamento, quando comparado ao valor de E’ da blenda sem dopagem. Observa-se que após a dopagem com os diferentes sais há um alargamento dos picos nos módulos de perda (E”) e de Tan Delta sugerindo a formação de fases nas blendas. A dopagem com o CSA apresentou menor valores no módulo de armazenamento sugerindo que a dopagem aumenta a rigidez dos filmes de PANI-PEO.
AGRADECIMENTOS:CNPq; FAPEPI; PIBIC-UFPI, LAPETRO.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA:-AKCELRUD L.Prog. Polym. Sci. 2003;28:875-962.
-ANAND J, PALANIAPPAN S, SATHYANARAYANA DN. Prog. Polim. Sci. 1998;23:993-1018.
-BIANCHI R.F., Aplicações do modelo de distribuição aleatória de barreiras de energia livre em mecanismos de condução iônico ou eletrônico em sistemas desordenados: polianilinas, ormolytes e perovskitas tipo SrTi(1-x)RuxO3, Dissertação de Mestrado, IFSC (1997).
-DEBARNOT DN, EPAILLARD FP. Anal. Chim. Acta 2003;475:1-15.
-HEEGER AJ. Synth. Met. 2002;125:23-42.
-H. S. NALWA, Handbook of Organic Conductive Molecules and Polymers, vol.4, John Wiley & Sons, 1997.
-KRALJIC M, MANDIC Z, DUIC LJ. Corros. Sci. 2003;45:181-98.
-MATTOSO L.H.C., MACDIARMIND A.G., EPSTEIN A.J., Synth. Met., v. 68, p.1, 1994.
-P. C. RODRIGUES, L. AKCELRUD, Polymer. 44 (2003) 6891-6899.
-Z. F. LI, E. RUCKENSTEIN, Journal of Colloid and Interface Science, 269, p.62, 2004.