ÁREA: Iniciação Científica
TÍTULO: BLENDAS POLIMÉRICAS A BASE DE POLIANILINA E POLI-ÓXIDO DE ETILENO: CARACTERIZAÇÃO ELÉTRICA E MECÂNICA
AUTORES: CUNHA, H.N. () ; BIANCHI, R.F. () ; SOUZA, C.M.L. () ; EIRAS, C. () ; VALE, M.M. () ; SILVA, E. T. S. G. (UFPI)
RESUMO: A polianilina foi sintetizada quimicamente e obtida na forma de base esmeraldina seguindo a rota de síntese proposta por MATTOSO e colaboradores. Foram preparadas blendas poliméricas de polianilina e poli(óxido de etileno) (PEO) com o intuito de manter as propriedades condutoras da polianilina e mecânicas da PEO. Dopou-se então os filmes com CSA e CF3SO3Li para que fosse observado aumento de condutividade (AC) e mudanças de caráter mecânico (DMA).
As amostra dopadas com CSA mostraram-se mais condutoras que as dopadas com triflato de lítio, porém as amostras dopadas com triflato de lítio mostraram um melhor comportamento mecânico.
PALAVRAS CHAVES: polianilina; poli(óxido de etileno); blendas
INTRODUÇÃO: Um interesse especial tem sido dedicado à polianilina (PANI) por algumas razões importantes. O monômero tem custo relativamente baixo, o polímero é fácil de ser sintetizado, além disso, a PANI possui uma condutividade elétrica controlável além de alta estabilidade química. Em particular, a condutividade elétrica da PANI pode ser aumentada de 10-10 S/cm para cerca de 1 S/cm através da dopagem ácida (protonação).
Atualmente existe um grande interesse em se associar as boas propriedades mecânicas de polímeros convencionais tais como poli-uretanas1, poliestireno2 e poliimidas3 com as propriedades de condução de polímeros conjugados, como é o caso da PANI. Dentro deste contexto, neste trabalho, foram preparadas blendas poliméricas de PANI e poli(óxido de etileno) (PEO) pelo método drop casting ou de método de evaporação do solvente. As blendas foram dopadas com triflato de lítio (CF3SO3Li) ou ácido canforsulfônico (ACS). O processo de condução bem como a influência da dopagem nas propriedades mecânicas destas blendas foram estudados através da realização de medidas elétricas (AC) e Análise Dinâmico Mecânica (DMA), respectivamente, com o objetivo de se avaliar o efeito do dopante em cada caso.
MATERIAL E MÉTODOS: A polianilina foi sintetizada quimicamente e obtida na forma de base esmeraldina seguindo a rota de síntese proposta por MATTOSO e colaboradores4. As soluções dos polímeros foram preparadas em uma mistura de N-metil-2-pirrolidona (NMP) e clorofórmio (proporção 1:1 v/v). Foram preparados filmes de PANI-PEO pelo método de gotejamento (drop casting) da solução sobre lâminas de vidro recobertas com ouro (para medidas de AC) e em lâminas de vidro BK7 (para medidas de DMA), em seguida foi feita à evaporação do solvente a temperatura de 50 °C por 28 hrs. Filmes de PANI-PEO (1:0,5 massa/massa) foram submetidos ao processo de dopagem por imersão, em que estes filmes foram mergulhados em solução de acetonitrila (ACN) contendo o triflato de lítio (CF3SO3Li) ou o ácido canforsulfônico por um período de 2 minutos. Após a dopagem e secagem dos filmes ao ar, estes foram caracterizados por medidas elétricas AC e por medidas mecânicas de DMA.
RESULTADOS E DISCUSSÃO: As figuras 1 e 2 mostram, respectivamente, as medidas de AC e DMA realizadas para as blendas de PANI-PEO.
A curva de Z* pela freqüência, Figura 1, obtida para a amostra de PANI-PEO dopada com CSA mostra a existência de apenas um processo de condução para este filme, o mesmo comportamento foi observado para a blenda dopada com o triflato de lítio, figura não apresentada aqui. No entanto, a dopagem da blenda utilizando CSA, mostrou-se mais eficiente quando comparada a dopagem usando o sal de lítio. O que é confirmado pela comparação dos valores de Z’ que é da ordem de 106 , para o filme é dopado com CSA, e em torno de 107  para o filme dopado com triflato de Lítio.
Já para a análise Dinâmico Mecânica, as blendas de PANI-PEO dopadas com CSA 0,01 mol/L mostraram baixa elasticidade do material com relação a temperatura, quando comparado ao filme PANI-PEO dopado com triflato de litio, ou seja, o filme PANI-PEO dopadas com CSA responde menos ao processo de estiramento, apresentando-se como filmes quebradiços.
CONCLUSÕES: As blendas de PANI-PEO dopadas com CSA mostraram comportamento quebradiço com relação a análise dinâmico mecânica (DMA) e mostrou também um considerável aumento na condutividade elétrica da blenda segundo a análise por medidas elétricas AC. Já as blendas dopadas com triflato de lítio mostraram uma boa elasticidade (DMA) e um sensível aumento na condutividade do material (AC), porém menor valores foram obtidos quando comparados com a dopagem por CSA.
AGRADECIMENTOS: Agradecemos ao CNPq e a FAPEPI pelas bolsas concedidas: PIBIC/UFPI e DCR/CNPq-FAPEPI bem como a CAPES, pelo auxílio financeiro, e ao LAPETRO.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: 1- Rodrigues P.C., Akcelhud L., Polymer 44 (2003) 6891.
2- Josseaume V., et al. Opt Mater 9 (1998) 480.
3- Han MG., et al. Polymer 41 (2000); 3253.
4- Mattoso L.H.C., et al. Synth. Met., 68, (1994) 1.
