ÁREA: Materiais
TÍTULO: Caracterização Elétrica de Filmes Auto-sustentados de Polianilina/Poliálcoolvinílico
AUTORES: GUIMARÃES, I. S. (UFPI) ; GONÇALVES, J.S. (UFPI) ; MACIEL, A.C. (UFPI) ; CLEIDE M. L. DE SOUZA (UFPI) ; EIRAS, C. (UFPI) ; CUNHA, H.N. (UFPI) ; VEGA, M.L. (UFPI)
RESUMO: Filmes automontados das blendas de PANI/PVAL foram preparados por método “casting”. Ambos os polímeros foram solubilizados em N-metil-2-pirrolidona (NMP) e misturados em diferentes proporções mantendo-se constante o poliálcool vinílico (PVAL). As blendas foram metalizadas e caracterizadas por espectroscopia de impedância. Os resultados mostram que a ordem de condutividade elétrica medida para as blendas é característica dos semicondutores.
PALAVRAS CHAVES: polianilina, blenda de pani/pval, espectroscopia de impedância.
INTRODUÇÃO: Polímeros condutores apresentam propriedades características dos semicondutores, destacando-se as elétricas, ópticas, térmicas e mecânicas. Entre estes polímeros destaca-se a Polianilina (PANI) cuja facilidade de polimeração e estabilidade química possibilita a sua utilização em baterias, sensores fotoelétricos, diodos e biossensores 1-5.
O PVAL é um polímero solúvel em solventes polares e hidrofílicos, como a água, o dimetilsufóxido e a dimetilformamida, no entanto a sua solubilidade depende do grau de hidrólise, de polimerização e da temperatura da solução 1,3. Por apresentar excelentes propriedades mecânicas pode ser utilizado junto com polímeros condutores para aumentar o número de possíveis aplicações destes materiais.
O PVAL é utilizado em fibras, adesivos, na indústria têxtil e de papel, como protetor de colóides, na obtenção de membranas anfifílicas para imobilização de enzimas, etc.1.
O objetivo deste trabalho é estudar o comportamento elétrico de filmes auto-sustentados preparados a partir da PANI dopada com H2SO4 e o PVAL em diferentes proporções, através de medidas de Espectroscopia de Impedância.
MATERIAL E MÉTODOS: A PANI foi sintetizada por via química usando como dopante uma solução alcoólica de H2SO4 0,5 mol/L e como agente oxidante o persulfato de amônio, o qual foi gotejado por 2 hs, deixando-se sob agitação por 24 hs. Após este tempo a solução passou de incolor a verde, indicando a formação do sal de esmeraldina (PANI na forma condutora). A mistura foi então filtrada e o sal foi lavado com acetona. A desprotonação foi feita em solução de NH4OH 0,1 mol/L.
Os filmes automontados foram preparados, conservando-se a proporção de PVAL e diminuindo a quantidade de PANI, sendo ambos solubilizados em N-metil-2-pirrolidona (NMP) e depositados em lâminas de BK-7 a 50 °C. As blendas de PVAL/PANI foram caracterizadas por espectroscopia de impedância, usando-se uma ponte de impedância SI1260-Impedence-Gain Phase Analyser. Aplicou-se uma tensão alternada com amplitude de oscilação de 2V e varredura de freqüência.
RESULTADOS E DISCUSSÃO: As medidas elétricas nos fornecem as componentes da impedância complexa (Z* = Z´ - iZ´´) em função da freqüência cujo intervalo variou de 0,1Hz a 107 Hz (Figuras 1a e 1b). Das medidas de impedância real Z´ e imaginária Z´´ observamos que:
O comportamento da impedância para os filmes preparados com a PANI dopada com H2SO4 0,1 mol/L e as blendas PVAL/PANI preparadas nas proporções 1:1, 1:0,75 e 1:0,50 mostra que a PANI apresenta uma impedância real, Z’, de quatro ordens menores que as referidas blendas (Figura 1a).
Observa-se ainda que à medida que a quantidade de PANI nas blendas diminui a resistividade do material aumenta, isto é, há uma diminuição da condutividade e que deve estar associado ao caráter isolante do PVAL (Figura 1a).
Na Figura 1b, da impedância imaginária, observa-se que as blendas têm uma resposta melhor a baixas freqüências que a mostrada pela amostra de PANI pura.
CONCLUSÕES: A análise elétrica obtida para a PANI e as blendas PVAL/PANI mostra que a blenda PVAL/PANI na proporção 1:0,50 tem a menor condutividade e de acordo com a componente real do espectro de impedância a resistência DC é da ordem de 108 .
AGRADECIMENTOS: PIBIC/CNPq/UFPI pelo apoio financeiro e ao Grupo de Materiais da UFPI.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: 1. AMARAL, T. P.; BARRA, Guilherme M. O.; BARCIA, F. L.; SOARES, B. G. Estudo das Propriedades de Compósitos de Polianilina e Resina Epoxídica. Polímeros: Ciência e Tecnologia, Rio de Janeiro, v. 11, n. 3, p. 149-157, 2001.
2. BREMER, L. G. B.; VERBONG, M. W. C. G.; WEBERS, M. A.A.; VANDOORRN, M.A. M. M. Preparation of coro-shell dispersions with a low tg polymer core and a polyaniline shell. Synthetic Met., Lausanne, n. 84, p. 355-356, 1997.
3. CHO, M, S.; PARK, S. Y.; HWANG, J, H.; CHOI, H, J. Synthesis and electrical properties of polymer composites with polyaniline nanoparticles. Synthetic Met., n. 24, p. 15-18, 2004.
4. GANGOPADHHYAY, R.; AMITABHA.; GHOSH, G.; Polyaniline-poly(vinyl-alcohol) conducting composite: material with easy processability and novel application potential. Synthetic Met., n. 123, p. 21-31, 2001.
5. MATTOSO, L. H. C. Polianilinas: Síntese, estrutura e propriedades. Química Nova. São Pailo, v. 19, n. 4, p. 388-396, 1996.
