Influência de diferentes ácidos dopantes nas propriedades estruturais, morfológicas, térmicas e elétricas da Poli(m-anisidina)

• Autor(a) principal: Veras, Tiago Neves
• Data de Publicação: 2020
• Outros Autores: http://lattes.cnpq.br/9521896880957128
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFAM
• Texto Completo: https://tede.ufam.edu.br/handle/tede/7921
• topic: Polímeros condutores; Teoria do Funcional da Densidade; Raios X - Difração; Método de Le Bail; Condução elétrica; CIÊNCIAS EXATAS E DA TERRA: QUÍMICA; Polímeros condutores; Dopantes; Poli(m-anisidina); DFT; Método de Le Bail

Os Polímeros Condutores Intrínsecos (PCI) vêm sendo extremamente estudados devido às grandes possibilidades de aplicações nanotecnológicas e também à necessidade de entendimento de suas propriedades para que essas aplicações possam ser viabilizadas. A presente pesquisa tem como objetivo sintetizar a poli(m-anisidina) (PMA) utilizando diferentes dopantes para a obtenção dos polímeros PMA/HCl, PMA/HNO3 e PMA/H2SO4. Foram utilizadas as técnicas de Difração de Raios X (DRX), Refinamento Estrutural pelo Método de Le Bail, Espectroscopia na Região do Infravermelho por Transformada de Fourier (FTIR), Espectroscopia na Região do Ultravioleta Visível (UV-vis), Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), Análise Térmica (TG/DTA) e Medidas de Condutividade Elétrica para caracterizar os polímeros sintetizados. Adicionalmente, utilizando a Teoria do Funcional da Densidade (DFT) foi possível correlacionar resultados teóricos com os experimentais. A análise de DRX mostrou os perfis semicristalinos das PMA para todos os dopantes utilizados. Os perfis de DRX foram utilizados para a estimativa dos percentuais de cristalinidade pelo método de deconvolução dos picos de difração, encontrados em torno de (30±2) %. Com a técnica de FTIR foi possível detectar estiramentos da presença do substituinte na posição meta do anel aromático e dos contraíons dopantes para cada polímero. A partir dos espectros de UV-VIS, foram estimados os valores de energia de gap, bem como as principais transições eletrônicas. Os resultados de TG/DTA permitiram evidenciar a maior estabilidade térmica do polímero PMA/H2SO4, indicando que as fortes ligações ocasionadas pelos grupos sulfóxidos do dopante resultam em degradação térmica e liberação de calor em temperaturas superiores às verificadas para os demais polímeros. As imagens em MEV indicaram que os polímeros tendem a formar esferas. Os refinamentos pelo Método de Le Bail permitiram evidenciar a influência do tamanho dos contraíons dopantes na estrutura polimérica: a direção [010] apresentou o maior valor para o PMA/H2SO4 devido à incorporação do respectivo contraíon na estrutura molecular. Em concordância, foi verificado o maior volume de cela unitária (1173.9 Å 3) apresentado pelo mesmo polímero. Para os demais, os parâmetros de cela foram proporcionais aos tamanhos dos contraíons (na direção [010]) e também ao tamanho da molécula (na direção [001]). O formato do cristalito da PMA/HNO3 indicou crescimento esférico do cristal nas direções [001] x [010], enquanto o PMA/H2SO4 apresentou maior crescimento nas direções influenciadas pela presença dos contraíons, [100] x [010]. A análise em DFT mostrou maior redução no nível de Fermi para o PMA/H2SO4, com gap quase nulo, equivalente ao PMA/HNO3 na criação de novos estados abaixo do nível de Fermi, assim como maior contribuição na densidade eletrônica ocasionada pelos átomos de oxigênio. O PMA/H2SO4 apresentou o maior valor de condutividade (8,34 x 10-7 S.cm-1), justificando o menor valor de gap. Espera-se com este trabalho contribuir com o fornecimento de informações estruturais, morfológicas, térmicas, elétricas e teóricas acerca do polímero poli(m-anisidina) ainda não existentes na literatura.