Nanocompósito montmorilonita/polipirrol: preparação, caracterização e aplicação como sensores de voláteis

Abstract

Nanocompósitos de argila/polímero têm sido bastante estudados nos últimos dez anos por causa da possibilidade de sua utilização em aplicações industriais. As argilas são minerais da família dos filossilicatos que, constituídas por folhas, camadas ou lamelas, possuem estrutura do tipo Tetraédrica-Octaédrica-Tetraédrica (T-O-T) com hidroxilas na superfície e cátions livres entre as lamelas, o que faz com que a troca iônica seja relativamente facilitada. Devido à sua estrutura lamelar, as argilas podem ser intercaladas por diversos materiais, tais como os polímeros. Polímeros isolantes têm recebido certas quantidades de argila com o intuito de melhorar suas características, dentre elas, o uso em retardamento de chamas e como barreira para vapores químicos, gases e solventes. Em outra abordagem, polímeros não isolantes (condutores), por exemplo, o polipirrol, vem sendo utilizado como material apropriado para intercalação em argila (como a do tipo montmorilonita) devido à possibilidade de reunir em um mesmo material as propriedades elétricas do polímero e as propriedades térmicas da argila.Neste trabalho foram sintetizados nanocompósitos baseados na intercalação do polipirrol (PPI) em uma argila do tipo montmorilonita (MMT), através de três técnicas distintas: polimerização in situ em meio aquoso, evaporação de solvente e troca iônica. Amostras do nanocompósito MMT/PPI preparadas através da polimerização in situ em meio aquoso foram analisadas com vista a sua possível aplicação em sensores de substâncias voláteis. O sensor foi preparado utilizando um substrato de vidro recoberto com Óxido de Índio e Estanho (ITO), com o nanocompósito aderido à sua superfície. As respostas dos sensores foram analisadas através da medida da variação de resistência elétrica, sendo calculada a diferença fracional correspondente, ou seja, a diferença percentual entre a resistência medida depois da exposição ao volátil e a resistência inicial. Após a preparação, os nanocompósitos foram caracterizados por difração de raios x, espectroscopia no infravermelho (FTIR), medida de potencial zeta e microscopia eletrônica de varredura (MEV), utilizando equipamentos disponíveis no laboratório de Polímeros Não-Convencionais (PNC) e demais laboratórios do Departamento de Física da UFPE