Síntese de nanocompósitos de nanofibras de polianilina e polietileno por meio da polimerização “IN SITU”

Abstract

O presente trabalho se relaciona com a síntese de nanofibras de polianilina, um polímero condutor com elevada condutividade elétrica. Foram produzidos nanocompósitos com as nanofibras de polianilina como carga condutora e o polietileno como matriz polimérica. As nanofibras de polianilina com diâmetros de fibra entre 50 e 100nm foram obtidas por meio da polimerização interfacial da anilina, e foram caracterizadas por Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), Microscopia Eletrônica de Transmissão (TEM), Espectroscopia no Ultravioleta (UV-VIS), Espectroscopia no Infravermelho (FTIR) e Calorimetria Exploratória Diferencial (DSC). A síntese dos nanocompósitos poliméricos foi realizada por meio da polimerização in situ, utilizando o catalisador metalocênico diclorobis(ciclopentadienil)zircônio IV (Cp2ZrCl2) e MAO (metilaluminooxano) como co-catalisador com diferentes quantidades de carga. Os nanocompósitos sintetizados foram caracterizados por MEV, MET, DSC e espectroscopia de impedância elétrica. As micrografias de MEV e MET mostraram que a adição das nanofibras de polianilina modificaram a morfologia do polietileno puro resultando em nanocompósitos com uma boa dispersão das nanofibras na matriz polimérica. Os resultados das propriedades térmicas mostraram que a adição das nanofibras não modificou significamente a temperatura de fusão e diminuiu a cristalinidade do polímero. As nanofibras de polianilina apresentaram elevada condutividade elétrica, 4,33 S/cm-1, e diminuiram a impedância elétrica dos nanocompósitos sintetizados.

This work is related to the synthesis of polyaniline nanofibers, a conducting polymer with high electrical conductivity. Nanocomposites with polyaniline nanofibers as filler and polyethylene as the polymer matrix were prepared. The polyaniline nanofibers with average diameters of 80 nm were obtained by interfacial polymerization approach and the nanofibers were characterized by scanning electron microscopy (SEM) and scanning electron transmition (TEM), UV-VIS Spectroscopy, Infrared Spectroscopy (FTIR) and Diferencial Calorimetric Exploratory (DSC). Nanocomposites were prepared by in situ polymerization of ethylene using Cp2ZrCl2 [bis(cyclopentadienyl)zirconium (IV)dichloride)] and methyaluminoxane (MAO) as catalytic system. The nanocomposites were characterized by SEM, TEM, DSC and electrical impedance spectroscopy. SEM micrographs showed that nanofibers addition changes the polyethylene morphology and TEM micrographs showed a good dispersion of nanofibers in polymer matrix. The thermal properties results indicated that nanofibers did not change significantly the melting temperature of the nanocomposites and it decreased the polymer cristallinity. The polyaniline nanofibers showed high electrical conductivity, 4,33 S/cm, and the electrical impedance of the nanocomposites decreased when the polyaniline nanofibers were added to polymer.