Estudo da influência do tipo de argila e polímero na síntese e nas propriedades de nanocompósitos de politiofenos com bentonitas

Abstract

Os polímeros condutores despertam grande interesse devido à sua capacidade de conduzir elétrons aliada à sua baixa densidade e facilidade de processamento. Porém, alguns deles apresentam limitações em algumas de suas propriedades, como por exemplo as mecânicas. Os nanocompósitos, materiais híbridos em que pelo menos um dos seus componentes encontra-se em escala nanométrica, apresentam melhoria em propriedades mecânicas, de barreira e térmicas, entre outras, devido ao sinergismo entre as fases componentes, aumentando a aplicabilidade destes polímeros. Nanocompósitos de politiofeno, poli(3-hexiltiofeno) e poli(3-hexadeciltiofeno) com três diferentes argilas bentonitas, brasgelı, volclayı e claytoneı (sendo essa última organofílica), foram obtidos através da polimerização in situ na presença de cloreto férrico, com percentual de 5% de argila em relação ao polímero. Os nanocompósitos foram caracterizados pelas técnicas de difratometria de raios X (DRX), espectroscopia na região do infravermelho (FTIR), calorimetria exploratória diferencial (DSC), microscopias eletrônica de varredura e transmissão (MEV e MET) e medidas de condutividade, a fim de avaliar as propriedades estruturais, térmicas e de condutividade elétrica. Observou-se a dependência da estrutua apresentada pelo nanocompósito com o tipo de argila utilizada. Todos nanocompósitos com as argilas não-organofilizadas, brasgelı e volclayı exibiram estrutura do tipo intercalada. Os nanocompósitos de politiofeno com a argila organofílica apresentou estrutura esfoliada. Nos nanocompósitos de poli(3-hexiltiofeno) e poli(3-hexadeciltiofeno) com a argila organofílica observou-se a presença tanto de regiões com estrutura intercalada como de regiões como estrutura esfoliada. Aumentos na temperatura de início de decomposição foram observados para os nanocompósitos de politiofeno e poli(3-hexadeciltiofeno), quando comparados aos polímeros puros, enquanto que os nanocompósitos com o poli(3-hexiltiofeno) apresentaram uma diminuição nessa temperatura. Observou-se uma tendência para maiores condutividades em nanocompósitos de estrutura intercalada. No entanto os experimentos que levaram a esses resultados precisam ser repetidos utilizando-se nanocompósitos e polímeros de referência com o nível de dopagem exatamente iguais