Síntese e Caracterização de Eletrólitos Sólidos Poliméricos à Base de Álcool Polivinílico - (PVA) e Goma Xantana

• Autor(a) principal: Caldeira, Izabel Moraes
• Data de Publicação: 2016
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFPel - Guaiaca
• Texto Completo: http://guaiaca.ufpel.edu.br/handle/prefix/9062
• topic: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA; Eletrólitos sólidos poliméricos; Polímeros sintéticos; Polímeros naturais; Dispositivo eletrocrômico flexível; Solid polymeric electrolytes; Synthetic polymers; Natural polymers; Flexible electrochromic device

A presente pesquisa realizou o estudo e caracterização de novos eletrólitos sólidos poliméricos à base de PVA e goma xantana, para o uso em dispositivos eletrocrômicos flexíveis. O Álcool Polivinílico (PVA), é um polímero sintético, que é preparado pela polimerização do acetato de vinila, sendo transparente, incolor e solúvel em água. Juntamente com o PVA, utilizou-se um polímero natural, do qual é obtido através da bactéria Xanthomonas, que infecta a planta, e produz um polissacarídeo de alto peso molecular, conhecido como goma xantana, da qual é aditivo muito utilizado na indústria farmacêutica e alimentícia como estabilizante, espessante e emulsificante. Além destes, utilizou-se também para a formação dos filmes poliméricos, o glicerol como plastificante e formaldeído como agente reticulante. Como fonte de prótons, para promover a condução iônica, utilizou-se ácido acético. Os eletrólitos foram caracterizados por espectroscopia de impedância eletroquímica (EIE), para determinar a condutividade iônica em função da concentração da espécie móvel (prótons do ácido) e em função da temperatura. A Difratometria de raios-X foi realizada em temperatura ambiente, para determinar se os eletrólitos apresentavam um caráter amorfo ou cristalino. Foram realizadas medidas espectrofotométricas (UV-Vis) para determinar a transparência dos eletrólitos e absorção de luminosidade. Para o estudo da rugosidade realizou-se a análise de microscopia de força atômica (AFM). Realizou-se também, o teste para propriedades mecânicas para verificar a resistividade do filme. Os melhores resultados em relação à condutividade iônica, para os eletrólitos à base de goma xantana e à base de PVA com adição de 50% e 27% de ácido acético em temperatura ambiente, foram respectivamente de 7,93×10 -5 S/cm e 1,19×10 -5 , enquanto o eletrólito à base de PVA-goma xantana, com a adição de 55% de ácido acético em massa, obteve valor de 19,7×10 -5 S/cm e com o incremento da temperatura à 80ºC, a condutividade foi de 74,1×10 -5 S/cm. A partir do log da condutividade, observou-se um comportamento de Arrenhius na cadeia e uma baixa energia de ativação. Este mesmo eletrólito, apresentou um caráter predominantemente amorfo, com transmitância na região do visível de 80% e boa absorbância. No AFM, as rugosidades observadas para os eletrólitos à base de PVA, goma xantana e PVA-goma xantana foram de 52,2 nm, 18,4 nm e 31,7 nm, respectivamente. Por fim, no teste de ensaio de tração, n ão houve rompimento dos filmes de PVA e PVA-goma xantana, com força máxima aplicada de 18N, obtendo os seguintes valores de deformação de 1372,45 e 2322,35 e módulo de elasticidade de 0,0009 MPa e 0,0002 Mpa. Os resultados mostram que os eletrólitos sólidos poliméricos à base de PVA-goma xantana são promissores para a aplicação em dispositivos eletrocrômicos flexíveis.