ÁREA: Materiais
TÍTULO: CARACTERIZAÇÃO DE FILMES DE POLIANILINA SINTETIZADOS EM MEIO GLICÉRICO
AUTORES: SANTOS, L.M. (UFPI) ; OLIVEIRA, M.E.R. (UFPI) ; OLIVEIRA, T.P. (UFPI) ; MORAES, R.R. (UFPI) ; CUNHA, H.N. (UFPI) ; SANTOS JUNIOR, J.R. (UFPI)
RESUMO: O propósito deste trabalho foi sintetizar e analisar propriedades elétricas e ópticas dos filmes de Polianilina (PAni) sintetizados em meio glicérico e compará-las com filmes sintetizados em meio alcoólico. A síntese dos polímeros foi realizada através da rota química, modificando-se o meio em que a mesma ocorreu, e posterior preparação dos filmes autosuportados utilizados nas caracterizações. O espectro de absorção na região do ultravioleta-visível mostrou uma banda característica da PAni em ambos os filmes e as medidas de impedância elétrica mostraram uma variação nas propriedades elétricas destes. Tais propriedades elétricas podem ser de interesse tecnológico considerando que o decaimento gradativo da impedância é obtido variando-se o tempo de exposição dos filmes a solução ácida.
PALAVRAS CHAVES: polianilina, glicerol, impedância elétrica
INTRODUÇÃO: A polianilina (PAni) é o polímero que mais se destaca dentre os Polímeros Intrinsecamente Condutores (PICs), principalmente devido a sua estabilidade ambiental, resistência mecânica, condutividade elétrica, ser de fácil e barata de fabricação e facilidade na mudança dos estados dopado e desdopado a medida que é exposta a ambientes ácidos ou básicos (AFZAL et al., 2010; WANG et al., 2005). A síntese da PAni pode se dá através de rotas eletroquímicas ou químicas, onde várias estão descritas na literatura (MATOSSO, 1996), entretanto a maioria destas são realizadas em meio aquoso ou alcóolico (DOMENECH et al., 2004). O objetivo deste trabalho é realizar a síntese da PAni em meio glicérico (KONYUSHENKO et al., 2011) e preparar os filmes deste polímero, assim como caracterizá-lo através da Espectroscopia de Impedância Elétrica e na região do Ultravioleta-Visível, comparando os resultados com os filmes de polianilina sintetizados em meio alcoólico.
MATERIAL E MÉTODOS: A síntese da base de esmeraldina (polianilina na forma básica) através da via química é constituída de duas etapas. (1) A etapa de polimerização realizada a partir da mistura do glicerol, ácido sulfúrico, anilina e persulfato de amônio mantendo o sistema sob agitação durante um período de 3 horas, e posterior filtração. (2) O sal de esmeraldina obtido (polianilina na forma ácida) é adicionado a uma solução de hidróxido de amônio em sistema agitado durante 16 horas, onde ocorre a desdopagem do polímero, filtrado e seco. O pó resultante dessa etapa é então dissolvido em solvente apropriado e em seguida é preparado os filmes autosuportados (casting), que são então caracterizados. A caracterização foi realizada através da absorção na região do ultravioleta-visível dos filmes desdopados e através da espectroscopia de impedância elétrica nos filmes desdopados e dopados (em solução de HCl 0,1 mol L-1) variando-se o tempo de exposição dos mesmo a solução dopante.
RESULTADOS E DISCUSSÃO: Na Figura 1 é apresentado o espectro de absorção dos filmes de PAni em meio alcoólico e glicérico. Em ambos observa-se a presença de uma banda de absorção entre 400 e 700 nm, relativa a transição pi - pi* e transferência de carga entre os anéis benzenóides e quinóides, sendo que ocorreu o deslocamento do máximo de 483 para 545 nm nos filmes sintetizados em glicerol (IZUME et al., 2009). Os espectros da figura 2 apresentam as medidas de impedância elétrica dos filmes, obtidos das duas sínteses, desdopados e dopados. Em baixas frequências a impedância elétrica do filme PAni/Glicerol decai gradativamente a medida que se aumenta o tempo de exposição do filme a solução ácida, sendo que, com aproximadamente 10 minutos chega-se a um máximo de dopagem, ou ao mínimo de resistência. Diferentemente o filme de PAni/Etanol apresentou uma queda brusca na resistência com pouco tempo de dopagem. Em frequências na ordem de 105 os filmes sintetizados em meio glicérico passam a comporta-se como bons condutores, consequentemente a impedância real decresce até a ordem de 101.
CONCLUSÕES: A realização da síntese de PAni/Glicerol recorreu na obtenção de filmes com propriedade elétrica característica, onde a impedância real do filme dopado é cerca de duas ordens de grandeza abaixo do filme PAni/Etanol. O mínimo de impedância do filme sintetizado em meio glicérico é inferior ao mínimo obtido em filmes sintetizados em meio alcoólico representando uma característica de dopagem gradativa interessante em aplicações quando se deseja controlar ou variar a passagem de corrente elétrica através do filme.
AGRADECIMENTOS: Os autores agradecem a FAPEPI-FINEP ao apoio financeiro, e ao USP/IQSC e ao Grupo de Materiais e Bionanotecnologia da UFPI pelas medidas realizadas.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: AFZAL, A. B. et al. Dielectric and impedance studies of DBSA doped polyaniline/PVC composites. Current Applied Physics, v. 10, n. 2, p. 601-606, 2010;
DOMENECH, S. C. et al. Characterization, morphology, thermal and mechanical properties of conductive polyaniline-functionalized EPDM elastomers obtained by casting. Journal of Polymer Science Part B: Polymer Physics, v. 42, n. 9, p. 1767-1782, 2004;
IZUMI, C. M. S.; FERREIRA, A. M. D. C.; CONSTANTINO, V. R. L.; TEMPERINI, M. L. A.; Studies on the Interaction of Emeraldine Base Polyaniline with Cu(II), Fe(III), and Zn(II) Ions in Solutions and Films. Macromolecules, v. 40, 3204-3212, 2007.
KONYUSHENKO, E. N. et al. Polyaniline prepared in ethylene glycol or glycerol. Polymer, v. 52, n. 9, p. 1900-1907, 2011.
MATOSSO, L. H. C. Polianilinas: síntese, estrutura e propriedades. Química Nova, v. 19, n. 4, p. 388-399, 1996;
WANG, Y.; JING, X. Effect of solution concentration on the UV-vis spectroscopy measured oxidation state of polyaniline base. Polymer Testing, v. 24, n. 2, p. 153-156, 2005.
