CARACTERIZAÇÃO DE BLENDAS CONDUTORAS DE POLIANILINA/POLI(METACRILATO DE METILA) E POLIANILINA/POLIETILENO POR ESPECTROSCOPIA RAMAN

J.E. Pereira da Silva(PG), S.I. Córdoba de Torresi(PQ) e M.L.A. Temperini(PQ)

Departamento de Química Fundamental, Instituto de Química, Universidade de São Paulo C. P. 26077, 05513-970 São Paulo (SP).

Palavras Chave: Blendas, Raman, Polianilina

INTRODUÇÃO

A principal dificuldade na obtenção de blendas poliméricas condutoras de polianilina era aumentar a solubilidade desse polímero em solventes orgânicos. Cao e col. [1] conseguiram obter uma polianilina solúvel em uma série de solventes, substituindo os ácidos inorgânicos, tradicionalmente utilizados no processo de dopagem da polianilina, por ácidos orgânicos funcionalizados. Este fato possibilitou a fabricação de blendas poliméricas condutoras de polianilina com o poli(metacrilato de metila), polietileno, poliestireno, acetato de celulose, dentre outros polímeros.

Recentemente [2] a espectroscopia Raman têm se mostrado uma ferramenta importante na caracterização de blendas poliméricas, principalmente em estudos de homogeneidade destes sistemas.

Em trabalhos realizados em nosso laboratório [3,4] utilizando a espectroscopia Raman foi possível adquirir conhecimentos sobre o comportamento vibracional da polianilina submetida a solventes como m-cresol e CHCl₃, bem como quando o polímero sofre aquecimento.

O objetivo deste trabalho é caracterizar blendas poliméricas condutoras de polianilina com o poli(metacrilato de metila) e polietileno por espectroscopia Raman comparando o comportamento dos polímeros antes e depois da blenda formada.

PARTE EXPERIMENTAL

A polianilina foi quimicamente sintetizada. Posteriormente o polímero é dopado utilizando solução de ácido canforsulfônico (HCSA) 1M.

As blendas de PANI/PMMA foram obtidas dissolvendo-se a polianilina em m-cresol ou CHCl₃ (1% w/w) e misturando com o poli(metacrilato de metila) (Aldrich) também dissolvido em m-cresol ou CHCl₃ (4% w/w) sob agitação constante até o sistema ficar homogêneo, sendo obtidas soluções de 1%, 5%, 10% e 20% de PANI/CSA em PMMA. Filmes das blendas foram obtidos em substrato de vidro evaporando-se as soluções.

Para a obtenção das blendas de PANI/PE, o polímero condutor é dissolvido em m-cresol 1% e misturado com o polietileno (high density, Aldrich) dissolvido em decalina na mesma concentração com agitação e aquecimento. Foram obtidos filmes dessas soluções preparadas em diferentes tempos, também por evaporação.

Os materiais foram caracterizados utilizando um espectrômetro Renishaw Raman Imaging Microscope System 3000, utilizando a radiação excitante 632,8 nm.

RESULTADOS E DISCUSSÃO

Os espectros Raman das blendas de PANI/PMMA e PANI/PE com 20 % de polímero condutor mostram uma predominância de bandas da polianilina, não se observando bandas dos polímeros isolantes. Este fato é explicado devido ao efeito Raman ressonante que ocorre na polianilina. Os espectros Raman ressonante das blendas nesse caso não mostram diferenças significativas em relação aos espectros da polianilina fora da blenda tratada com m-cresol ou CHCl₃ e/ou aquecida.

Esta semelhança também é observada nos espectros eletrônicos da polianilina. Nesse caso, o polímero condutor (livre ou na blenda) após tratamento com m-cresol mostra uma cauda absorção no infravermelho-próximo, indicando a formação de portadores de carga livre e mudança conformacional no polímero de enovelado para estendido. Conclui-se desta forma que a polianilina na blenda não têm suas propriedades modificadas dentro ou fora da blenda, inclusive no que diz respeito a sua conformação. Fatos semelhantes são observados com os materiais tratados com clorofórmio, entretanto, as características apresentadas nesse caso são a ausência de absorção no infravermelho-próximo e conformação enovelada.

Os espectros Raman ressonante da PANI/PE, cuja a preparação da blenda é feita com aquecimento, apresentam a formação de ligações cruzadas, fato semelhante ao ocorrido na polianilina fora da blenda quando aquecida [4], o que mostra também as características similares do polímero condutor dentro e fora da blenda.

Por outro lado, os espectros Raman ressonante das blendas com 1% do polímero condutor mostram algumas diferenças em relação aos espectros das blendas com 20 % de PANI e mesmo se comparado com o espectro da polianilina ou polietileno fora da blenda. É possível observar modificações como mudança de frequência ou intensidade relativa das bandas.

Pode-se observar, por exemplo, que no espectro Raman do polietileno puro, a intensidade relativa das bandas em 2849 e 2882 cm^-1 é diferente em relação ao espectro Raman ressonante da blenda PANI/PE com 1 % de polímero condutor. Este fato possibilita a observação de interações dos polímeros, o que não era possível observar nos materiais com 20 % de PANI. Isto não significa dizer que não existem interações nesta proporção na blenda, mas que a mudança na magnitude do efeito Raman ressonante da PANI na blenda possibilita ou não a observação destas interações. Modificações são observadas também no espectro infravermelho da blendas em relação aos polímeros puros.

Um mapeamento através da microscopia Raman foi realizado, sendo verificada uma homogeneidade da blendas de PANI/PMMA. O mesmo fato ocorre em alguns pontos da blenda de PANI/PE, o que é consistente com as mudanças ocorridas nos espectros Raman em certas regiões da amostra.

BIBLIOGRAFIA

1- Y. Cao, P. Smith e A.G. MacDiarmid, Synth. Met., 48 (1992) 91.

2- Y. Ward e Y. Mi, Polymer 40 (1999) 2465.

3- J.E. Pereira da Silva, M.L.A. Temperini e S.I. Córdoba de Torresi, Electrochimica Acta, 44 (1999) 1887.

4- J.E. Pereira da Silva, M.L.A. Temperini e S.I. Córdoba de Torresi, Macromolecules, (submitted).

FAPESP,CNPq, CAPES