Desenvolvimento de membranas recobertas com polímeros condutores : avaliação no sensoriamento de umidade e voláteis

Abstract

No presente trabalho foram discutidas a síntese e a caracterização de membranas de poliestireno/polímeros condutores, sendo posteriormente avaliado o comportamento destes materiais no sensoriamento de compostos orgânicos voláteis e umidade. Inicialmente, as membranas de poliestireno foram obtidas através do processo de eletrofiação. Após as mesmas passarem por um processo de tratamento térmico seguido de tratamento superficial por plasma de ar, a partir da polimerização in situ dos monômeros anilina e pirrol, foram totalmente recobertas com polianilina (PANI) e polipirrol (PPi), respectivamente. As propriedades químicas, ópticas, superficiais e elétricas destes materiais foram caracterizadas através do uso das seguintes técnicas: espectroscopia de absorção no infravermelho com Transformada de Fourier (FTIR), espectroscopia de absorção no ultravioleta-visível (UV-Vis), ângulo de contato, microscopia eletrônica de varredura (MEV), espectroscopia de impedância e curva de corrente vs voltagem (I-V). Através da eletrofiação foram obtidas membranas de poliestireno uniformes cujo diâmetro das fibras atende uma distribuição normal com média 1,04 μm e desvio padrão 0,12 μm. Após o tratamento superficial destas membranas por plasma de ar, as mesmas se transformaram de hidrofóbicas para hidrofílicas, conforme verificado pelo FTIR e ângulo de contato. Este tratamento possibilitou o recobrimento das fibras com os polímeros condutores PANI e PPi, conforme confirmado pelas técnicas de FTIR, UVVis e espectroscopia de impedância. A importância do recobrimento do poliestireno com polímeros condutores na capacidade de condução elétrica do material foi verificada a partir da resistência de transporte de carga obtida pela espectroscopia impedância. Em relação ao sensoriamento de voláteis, as membranas de PS/PANI e PS/PPi demonstraram potencial no sensoriamento de acetona e clorofórmio, devido à alta sensibilidade elétrica do PS/PANI e reprodutividade da resposta elétrica do PS/PPi. Já em relação ao sensoriamento de umidade, a membrana de PS/PPi se mostrou um excelente material quando comparado a outros sensores elétricos resistivos da literatura. Isto é devido a sua sensibilidade máxima de 128% e tempos de resposta competitivo com os outros materiais disponíveis na literatura.