Filmes de Polianilina com Surfactantes Aniônicos: Preparação, Caracterização e Aplicação Anticorrosiva Em Aços AISI 304.

ISBN 978-85-85905-10-1

Área

Materiais

Autores

Machado, L.C. (UNIVERSIDADE FEDERAL DO ESPÍRITO SANTO) ; Goldner, S. (UNIVERSIDADE FEDERAL DO ESPÍRITO SANTO) ; Carvalho, M.A. (FACULDADE DE EDUCAÇÃO- UNICAMP) ; Salvador, F.F.S. (UNIVERSIDADE FEDERAL DO ESPÍRITO SANTO)

Resumo

A PANI foi preparada por eletropolimerização da anilina utilizando ciclos sucessivos em meio ácido na presença do aço AISI 304 e também com a adição de difenil-4-amina-sulfonato de sódio. Os filmes resultantes foram caracterizados por Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) e por Espectroscopia de Impedância Eletroquímica (EIE). Os filmes de PANI sem a presença do ânion sulfonato (mais espessos e condutores) mostram um aumento na corrente com o aumento do número de ciclos. Em contraste, a adição dos sulfonatos promove a oxidação do ânion no potencial de 1,0 V. Neste caso, a corrente diminui com o aumento do número de ciclos em vista da formação de depósitos resistivos. Os dados de MEV e de EIE mostram que a adição do sulfonato torna o filme menos poroso e com uma resistência menor.

Palavras chaves

sulfonato; polianilina (PANI); filmes

Introdução

Sulfonatos alifáticos e aromáticos são interessantes enquanto dopantes de polímeros orgânicos usados em filmes eletroquímicos e químicos, porque conferem aos polímeros propriedades elétricas e mecânicas singulares. A polianilina se destaca devido a sua alta condutividade, boa reversibilidade redox, facilidade de preparação, baixo custo e estabilidade em ar.1 Essas características favorecem aplicações como baterias recarregáveis, eletrocatálise, sensores, proteção contra a corrosão e proteção contra a interferência eletromagnética2. Para contornar a baixa solubilidade da polianilina podem ser introduzidos dopantes orgânicos volumosos contendo grupos sulfônicos os quais permitem uma melhor penetração dos solventes e ainda, modificam as propriedades do polímero, como a morfologia e a condutividade1.

Material e métodos

Na preparação da polianilina, foram feitos 20 ciclos sucessivos da anilina em meio ácido (H₂SO₄ 0,1 mol/L) no aço AISI 304 (velocidade de varredura: 10 mV/s). O mesmo procedimento foi realizado com a adição de difenil-4- amina-sulfonato de sódio, NaC₁₂H₁₀NSO₃ ou NaDAS. Os filmes preparados foram caracterizados por Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) e por Espectroscopia de Impedância Eletroquímica (EIE) em meio de NaCl 0,5 mol/L.

Resultado e discussão

Na preparação da polianilina, foram feitos 20 ciclos sucessivos da anilina em meio ácido(H₂SO₄), Figura 1 (a), onde quatro picos são observados: Pico A- leucoesmeraldina-esmeraldina, Pico B- esmeraldina-sal de esmeraldina, Pico C- sal de esmeraldina-pernigranilina e Pico D- pernigranilina- esmeraldina. Entretanto, a adição de difenil-4-amina-sulfonato de sódio, NaC₁₂H₁₀NSO₃ ou NaDAS diminui o número de picos ( Figura 1 (b)): Pico A- leucoesmeraldina-esmeraldina, Pico B- oxidação do ânion sulfonato e Pico C- esmeraldina-leucoesmeraldina.Os filmes preparados foram caracterizados por MEV (figura 2 (a) e (b)). A adição de NaDAS à anilina tornou a estrutura mais organizada e mais compacta indicando que o NaDAS interfere no mecanismo de nucleação e no crescimento do polímero.Os diagramas de impedância da Figura 2 (c), em meio de NaCl 0,5 M, mostram uma diminuição da resistência de polarização para a polianilina em relação ao aço AISI 304, principalmente na polianilina com o NaDAS.

Voltametrias Cíclicas de (a) Anilina/H2SO4 (0,1 mol/L) do aço AISI 304 (10 V/s) e de (b) Anilina/NaDAS/H2SO4 (0,1 mol/L) do aço AISI 304 (10 mV/s).


MEV (ampliação de 5000 vezes)dos depósitos de (a)anilina e (b) anilina com NaDAS (c)Representação de Nyquist dos valores de impedância.

Conclusões

Os filmes de polianilina sem a presença do ânion sulfonato mostram um aumento na corrente com o aumento do número de ciclos tornando-os mais condutores e mais espessos. Em contraste, a adição dos sulfonatos promove a oxidação do ânion no potencial de 1,0 V, diminuindo a corrente com o aumento do número de ciclos em vista da formação de depósitos cada vez mais resistivos. As micrografias em conjunto com a espectroscopia de impedância eletroquímica mostram que a adição do sulfonato torna o filme menos poroso e com uma resistência menor.

Agradecimentos

Ao CNPQ, CAPES, UFES e UNICAMP.

Referências

1. DALMOLIN, C. Preparação e caracterização de eletrodos de polímeros condutores sobre carbono vítreo reticulado (RVC) para aplicações em baterias secundárias. Tese de doutorado. Universidade Federal de São Carlos. São Carlos, SP. 2006.
2. Hu, Z. A.; Shang, X. L.; Yang, Y. Y.; Kong, C.; Wu, H. Y. Electrochimica Acta, 2006, 51, 3351-3355.