Blendas poliméricas condutoras de poli(o-metoxianilina) com poli(metacrilato de metila) : preparação e caracterização

Abstract

Os polímeros condutores (PCs) têm recebido a atenção de muitos pesquisadores, devido às suas propriedades. É possível que, no futuro, os PCs substituam os metais inorgânicos em diversas aplicações como radares, sensores, dispositivos fotovoltaicos, diodos emissores de luz e células eletroquímicas. Dentre os PCs, a polianilina (PANI) é a mais estudada, pois possui boas propriedades elétricas e estabilidade química, após a dopagem. A desvantagem da PANI é sua baixa solubilidade em solventes orgânicos. Uma alternativa para minimizar essa questão é introduzir grupos substituintes (alquila, alcoxila) na sua cadeia, produzindo derivados da PANI. O processo de síntese da poli(o-metoxianilina) (POMA) é similar ao da PANI, via polimerização oxidativa do monômero. O avanço das pesquisas tem permitido o surgimento de várias linhas de pesquisas, entre elas, as blendas poliméricas condutoras e a fabricação de dispositivos eletrônicos. O desenvolvimento de pesquisas, utilizando misturas de dois ou mais polímeros, permite criar estratégias para produzir materiais com características diferenciadas dos polímeros que constituem as blendas. Nesse trabalho, foram preparadas blendas poliméricas da POMA com o poli(metracrilato de metila) (PMAM), nas concentrações de 5, 10, 25 e 50% (m/m). Os materiais foram caracterizados por técnicas espectroscópicas (IV e UV-Vis), morfológicas (MFA) e medidas elétricas. Antes da mistura dos polímeros, foi realizada uma hibridização do PC com um corante fotoluminescente, a 2,1,3 benzotiadizola. Nos materiais sem a presença do corante, a POMA manteve sua capacidade de absorção dentro da matriz isolante. A presença do corante na composição dos materiais poliméricos mudou suas propriedades ópticas, incluindo o surgimento de fotoluminescência, modificou as propriedades morfológicas e afetou as propriedades elétricas. Os materiais não hbridos mostraram, por medidas elétricas, capacidade de discriminar soluções alcoólicas puras e soluções alcoólicas com pesticida atrazina, em diferentes concentrações; enquanto, os materiais híbridos apresentaram capacidade de diferenciar variações nas concentrações do íon mercúrio. Esse reconhecimento do meio através de sinais elétricos cria expectativas para que esses materiais possam ter aplicações como sensores químicos. Entretanto, são necessários mais estudos para melhor compreensão das interações entre os polímeros e os analitos, para que os materiais possam ter reais aplicações. ______________________________________________________________________________ ABSTRACT

Conducting polymers (CPs) have called the attention of many researchers due to their properties. It is possible that in future the CPs replace metals in many applications such as inorganic radars, sensors, photovoltaic devices, light emitting diodes and electrochemical cells. Among the CPs, polyaniline (PANI) is the most studied because it has good electrical properties and chemical stability after doping. The disadvantage of the PANI is its low solubility in organic solvents. An alternative to minimize this issue is to introduce substituent (alkyl, alkoxyl) in its chain, producing PANI derivatives. The process of synthesis of poly(o methoxyaniline) (POMA) is similar to PANI, through oxidative polymerization of the monomer. The progress of research has allowed the emergence of several lines of research including CP blends and manufacture of electronic devices. The development of materials using mixtures of two or more polymers can create new strategies to produce materials with different characteristics from the polymers that constitute the blends. In this study polymer blends were prepared from POMA with poly(methyl methacrylate) (PMMA) at concentrations of 5, 10, 25 and 50 wt/wt%. The materials were characterized by spectroscopic (IR and UV-Vis), morphological (MFA) and electrical measurements. However, before the mixture of polymers, CP hybridization with a photoluminescent dye was carried out. In materials prepared without the presence of dye, POMA maintained its absorption capacity within the insulator matrix. The presence of the dye in the composition of polymeric materials changed their optical properties, including the emergence of photoluminescence, modified the morphological properties and besides affected the electrical properties. The material prepared without the presence of dye, showed by electrical measurements capacity to discriminate pure alcoholic solutions from alcoholic solutions with different concentrations of pesticide atrazine, while the hybrid materials were able to distinguish mercury ions at different concentrations. This sensitivity of the environment through electrical signals can create expectations that these materials may have applications as chemical sensor. However, further studies are needed to better understand the interactions between polymers and analytes, so these materials can have real applications.