INTRODUÇÃO:

Polímeros condutores possuem um grande potencial para muitas aplicações como: baterias recarregáveis, diodos, sensores moleculares, etc. Devido à algumas de suas propriedades físicas, como passar de isolante para condutor através de processos reversíveis de oxidação e redução. Este processo envolve a remoção/adição de elétrons levando à formação de cargas deslocalizadas, as quais são neutralizadas por contra-íons presentes na solução eletrolítica (dopantes).

Porém estes polímeros devem ser facilmente processáveis e quimicamente estáveis por um longo período de tempo para que sejam úteis. A polianilina devido à sua estabilidade química tem sido amplamente estudada, possuindo no entanto baixa processabilidade térmica e pouca solubilidade em solventes mais comuns. Maior solubilidade pode ser conseguido pela introdução de substituintes alquil na cadeia polimérica, na forma de copolímero, combinando assim a condutividade da polianilina, com a processabilidade das polianilinas substituídas.
 
 

OBJETIVOS:

Neste trabalho estuda-se comparativamente copolímeros de polianilina e polianilina alquil substitídas de diferentes composições, pela combinação de técnicas eletroquímicas e espectroscópicas no intuito de elucidar a relação dos pares redox com as bandas observadas no espectro de absorção para diferentes relações carga/massa de dopantes. Estudos de solubilidade dos copolímeros e homopolímeros em diferentes solventes foram realizados para determinar as melhores condições de processabilidade destes materiais.
 
 

MÉTODOS:

Os filmes dos copolímeros foram eletrodepositados através de varreduras triangulares de potencial sobre substratos transparentes e condutores de vidro/SnO₂ (16W/q), a partir de soluções contendo 0,5 mol/L de mistura de monômeros (anilina e 2-etilanilina) + 1,0 mol/L de HCl. Os limites de potencial foram -0,2 à 0,85 V. Todos os potenciais estão referidos ao eletrodo de Ag/AgCl/Cl^-. Os filmes foram colocados numa cela eletroquímica posicionada no caminho óptico de um espectrofotômetro e a variação de transmitância foi medida para diferentes comprimentos de onda na região do visível simultaneamente com a medida eletroquímica. Os eletrólitos estudados foram HCl, HClO₄, ác. p-tolueno sulfônico (PTSA), ác. canforssulfônico (HCSA) e as composições de copolímeros foram 9:1, 7:3, 1:1, 3:7 e 1:9 de moles monômeros de 2-etilanilina e anilina respectivamente.

Para testes de solubilidade foram sintetizados químicamente os homopolímeros (polianilina e poli(2-etilanilina)) e os copolímeros com as composições citadas, à partir de uma mistura de 0,016 mol de monômeros em 1,0 mol/L de HCl, com solução de 0,16 mol/L de K₂S₂O_8, em banho de gelo e agitação durante 6 horas, seguido de filtração. Para neutralização, os copolímeros foram colocados em solução 1,0 mol/L de KOH por 4 horas em agitação, seguido de filtração e secagem ao ar. Misturas de homopolímeros foram feitas nas mesmas proporções em moles que os copolímeros para posterior comparação. Os testes foram feitos com 0,5 g de copolímero em 10 mL de solvente com agitação por 1 hora seguido de filtragem e secagem em estufa à 40°C e 200 mbar, com monitoramento da massa que restou no papel de filtro. Os solventes utilizados foram N-metil pirrolidona (NMP), clorofórmio, NN-dimetil formamida (DMFA), dimetil sulfôxido (DMSO) e m-cresol.

RESULTADOS:

Voltamogramas dos copolímeros e homopolímeros em HCl mostram que para a poli(2-etilanilina) tem-se um único pico largo por volta de 0,40 V, com o aumento das unidades de anilina na cadeia polimérica (1:1) dois picos distintos aparcem em 0,30 e 0,50 V, aumentando-se ainda mais estas unidades de anilina (1:9) a separação é ainda maior 0,25 e 0,51 V e há o aparecimento de um terceiro pico em 0,64 V, sendo que o primeiro pico fica na mesma região que o primeiro pico no voltamograma de polianilina. Estes experimentos foram realizados simultaneamente com o registro da variação de transmitância em diferentes comprimentos de onda e os resultados foram analisados em função das quantidades diferenciais (dA/dE) procurando relacionar os diferentes pares redox com os grupos cromôforos formados.

Testes de solubilidade para o NMP resultou na tabela 1, onde observamos que a solubilidade do copolímero formado é maior que à de uma mistura de homopolímeros.
 

Polímero  (%mol 2-etilanilina)	Solubilidade do Copolímero (g em 10 mL de NMP)	Solubilidade da Mistura (g em 10 mL de NMP)
0%	0.22	-
10%	0.29	0.27
30%	0.49 (completa)	0.39
50%	0.49 (completa)	0.44
70%	0.50 (completa)	0.46
90%	0.49 (completa)	0.48
100%	0.49 (completa)	-

Tabela 1: Solubilidade de copolímeros e homopolímeros em 10 mL de NMP como solvente.
 
 

CONCLUSÕES:

Com os resultados obtidos podemos concluir que formou-se um material que possui propriedades eletroquímicas intermediárias à dos homopolímeros, e uma solubilidade maior, que depende da quantitade de unidades de 2-etilanilina.
 
 

BIBLIOGRAFIA:

J.A.Conklin, S-C. Huang, S-M. Huang, T. Wen, R.B. Kaner, Macromolecules,1995, 28, 6522-6527