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BIBLIOTECA DO INSTITUTO DE QUÍMICA
UNICAMP

 
DISSERTAÇÃO DE MESTRADO
 
Autora: Castilho, Márcia Dezotti
Título: Síntese e Caracterização das Propriedades Elétricas do Poli(P-Fenileno-CO-2,5-Pirazina)
Ano: 1989
Orientador: Prof. Dr. Marco-Aurelio De Paoli
Departamento: Química Inorgânica
Palavras-chave: ---
Resumo: Desde que foi descoberto que polímeros orgânicos com ligações duplas C=C conjugadas tornam-se condutores pela ação de agentes redutores (Na, K) ou oxidantes (I2, AsF5) esta área tem sido de grande interesse na pesquisa de novos polímeros condutores e também na otimização de técnicas de síntese e dopagem de polímeros já sintetizados. Por exemplo, Poliacetileno e Poliparafenileno quando dopados com I2 e AsF5 se tornam condutores, chegando a possuir condutividade metálica. Estes polimeros podem ter importantes aplicações tecnológicas, tais como: baterias leves, transmissão de energia elétrica, blindagem de radiação eletromagnética e etc. Neste trabalho sintetizou-se o polímero poli(p-fenileno-co-2,5-pirazina), que é obtido como um pó finamente pulverizado de cor laranja, e caracterizou-se o polímero através das seguintes técnicas: IV, análise elementar, densidade e ponto de fusão. Foi feita a análise térmica do polímero utilizando as tecnicas TGA e DSC. Fez-se um estudo das propriedades elétricas do polímero, dopando-se o polímero com I2,.Br2 e TiCI4, obtendo-se uma variação na condutividade de 8 ordens de grandeza (de 10 S/cm a 10 S/cm) para o polímero dopado com I2 e Br2 e uma variação de 6 ordens de grandeza para o polímero dopado com TiCI4. Estudou-se também a reversibilidade do processo de dopagem, fazendo-se a dopagem do polímero com Iodo, desdopagem do polímero com vácuo e redopagem do polímero com Iodo, obtendo-se como resultado que: (a) o processo de dopagem é reversível e (b) com a desdopagem o polímero é obtido novamente na sua forma isolante. Após o polímero ser dopado com Iodo, este foi exposto ao ambiente para saber se o polímero no estado condutor era estável, ao ar; obteve-se uma queda inicial da condutividade elétrica de 10 para 10 S/cm e uma estabilização desta condutividade por vários dias, mostrando assim que o polímero dopado com Iodo é estável ao ambiente com uma condutividade reduzida. Além disso estudamos o comportamento da condutividade elétrica em função da concentração de dopanta (Iodo).
Abstract: Since the discovery that organic polymers with conjugated C=C double bonds coul became conductors by the action of reducing (Na, K) or oxidizing (I2, AsF5) agents, this area has been of great interest in the search for new conducting polymers, as well as optimization of synthetic technics and doping of polymers that were already known. For example, Polyacetylene and Polyparaphenylene, when doped with I2 and AsF5 become conductors, showing even metallic conductivity. These polymers may have important technological applications, such as: light weight batteries, electric power transmission, shielding of electromagnetic radiation, etc. In this work the polymer Poly(p-phenylene-co-2,5- pyrazine) has been synthetized, in the form of an orange powder slighty pulverized. The polymer has been characterized by the following technics: infrared spectroscopy, elementa analsis, density and melting point. A thermal analysis of the polymer has been made using the TGA and DSC technics. A study of the polymer electric properties has been made. The polymer was doped with I2 Br2 and T iCl4. We obtained a eight orders of magnitude variation in condutivity (from 10 S/cm to 10 S/cm) for the polymer doped with I2 and Br2 and a six orders of magnitude variation for the polymer doped with TiC14. The reversibility of the doping process has been also studied. We doped the polymer with iodine, undoped it using vacuum and redoped it with iodine. The results were: (a) the process of doping is reversible and (b) with the undoping the polymer is obtained again in its insulating form. After doping with iodine, the polymer was exposed to the ambient atmosphere in order to observe if the polymer conductivity was stable to air. A initial decay has been observed for the electric , conductivity from 10 to 10 S/cm, followed by an stabilization for many days. This showed that the iodine doped polymer is stable to the atmosphere with a reduced condutivity. Besides that, we have studied the behavior of the electric condutivity as a function of the concentration of the dopant (iodine). The conductivity measure has been made as a function of temperature in the 70 - 320K range, in order to know which model should be used to explain the kind of mechanism responsible for the condutivity of the doped polymer. We found that the conductivity mechanism is by "hopping". In order to make the above-mentioned electric conductivity measurements, it was necessary to have metallic contacts between the sample and the measuring system used. Thus, we studied the ohmic behavior of these contacts and observed that the sample in its insulating form does not present ohmic contacts and in its conducting form the sample is ohmic.
Arquivo (Texto Completo): vtls000047115.pdf ( tamanho: 2,23MB )

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