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BIBLIOTECA DO INSTITUTO DE QUÍMICA
UNICAMP

 
TESE DE DOUTORADO
 
Autora: Tassi, Eliana Lanfranca
Título: Preparação e Caracterização de um Material Elastomérico, Eletroativo e Eletrocrômico
Ano: 1992
Orientador: Prof. Dr. Marco-Aurelio De Paoli
Departamento: Química Inorgânica
Palavras-chave: -
Resumo: Os polímeros intrinsecamente condutores, em geral são constituídos de uma sucessão de ligações duplas C=C conjugadas e são frequentemente sintetizados a partir de moléculas aromáticas ou heteroaromáticas. As propriedades eletrônicas particulares destes polímeros estão ligadas à reversibilidade da dopagem iônica realizada por via química ou eletroquímica. Existe um grande interesse no estudo da poli(anilina) devido à sua alta estabilidade ao meio ambiente, condutividade elétrica relativamente elevada e possibilidade de inúmeras aplicações tecnológicas. Entretanto, encontram-se dificuldades no estudo e aplicação devido ao fato do material ser um pó de baixa solubilidade e de difícil processabilidade. Neste trabalho foi obtido um novo material, baseado na síntese eletroquímica da poli(anilina) em uma matriz de borracha nitrílica, combinando as propriedades elétricas e eletrocrômicas do polímero condutor com as propriedades do material elastomérico. O material foi caracterizado por técnicas de IV, TGA, DSC, MEV e ensaios de tensão- elongação, indicando a enxertia de cadeias de PANI na matriz de NBR. Foram estudadas diferentes condições de síntese eletroquímica com avaliação da eletroatividade em experimentos de voltametria cíclica. Observou-se que a espessura da borracha nitrílica não influencia nas propriedades do material. Entretanto, sínteses com diferentes dopantes alteram as suas propriedades eletroativas e eletrocrômicas. Ainda por voltametria ciclíca e pela técnica de impedancia a.c. concluiu-se que o processo no eletrodo não é puramente cinético e nem puramente difusional. O comportamento eletrocrômico foi acompanhado sintetizando-se o material em eletrodo opticamente transparente. A variação de absorbância foi monitorada durante ciclos voltamétricos e cronoamperométricos levando sucessivamente o material aos estados claro e escuro (reduzido e oxidado, respectivamente). Durante os ciclos claro/escuro observou-se uma grande influência do íon dopante utilizado na síntese, sendo que com o íon ClO4 observou-se melhores qualidades cromáticas com uma variação de transmitância de 45% em ciclos voltamétricos e de 20% em ciclos cronoamperométricos. Em termos de memória óptica concluiu-se que o O2 infuencia na estabilidade da coloração clara. Foi investigada também a possibilidade de aplicação da PANI-NBR em um dispositivo eletrocrômico. Nesta etapa foi estudado um contra-eletrodo (WO3) que manteve o contraste cromático em ciclos claro/escuro. Assim, é viável a pesquisa de um dispositivo eletrocrômico formado por estes materiais, uma vez que os dois são compatíveis para tal finalidade.
Abstract: Intrinsically conducting polymer chains are generally consisted by a succession of double conjugated C=C bonds and are frequently synthesized from aromatic or heteroaromatic molecules. The electronic properties of these polymers are linked to its reversible doping. This can be performed either ionic chemically or electrochemically. There is a great interest to study poly(aniline) due to its high stability, relative high conductivity and possibility of technological applications. However, difficulties possibility of in the study technological and applications are find because poly(aniline) is an insoluble powder with no processability. In this work we obtained a new material (PANI-NBR) based on the electrochemical synthesis of poly(aniline) on a nitrilic rubber matrix. The material combines the electric and electrochromic properties of the conducting polymer with the mechanical properties of the elastomeric material. PANI-NBR was characterized by IR, TGA, DSC, SEM and stress-strain measurements, indicating grafting of PANI chains on NBR. Different electrochemical synthesis conditions were used and the electroactivity was evaluated in cyclic voltammetry experiments. We observed that the nitrilic rubber thickness did not influence the properties of the material. However, synthesis with different dopants change its electroactivity and electrochromic behavior. By cyclic voltammetry and impedance techniques we concluded that the electrode processes are neither purely kinetical controlled nor purely diffusion controlled. The electrochromic behavior was studied by preparing the material on an optically transparent electrode. The absorbance variation was investigated during the voltammetric and chromoamperommetric cycles in the bleached and the colored states of material. A great influence of the dopant ion was observed with good chromatic properties in films of PANI-NBR(ClO4). The transmittance variation was 45% in voltammetric cycles and 20% in chronoamperometric cycles. The stability of the bleached state was affected by oxygen present in the electrolytic solution. We also investigated the possibility of application of PANI-NBR in an electrochromic display. WO3 was used as auxiliary electrode showing a good response in acidic medium. It is possible to extend this research to obtain an electrochromic display.
Arquivo (Texto Completo): vtls000050550.pdf ( tamanho: 10,4MB )

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