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

Autor: AGUIAR, Maurício Fonsêca de
Přispěvatelé: ALVES, Kleber Gonçalves Bezerra, MELO, Celso Pinto de
Jazyk: portugalština
Rok vydání: 2020
Předmět:
Zdroj: Repositório Institucional da UFPE
Universidade Federal de Pernambuco (UFPE)
instacron:UFPE
Popis: CNPq 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. In this present work it’s discussed the synthesis and characterization of olystyrene/conducting polymers membranes. After this, the behavior of these materials in the sensing of volatile organic compounds and humidity was evaluated. Initially, polystyrene membranes were obtained through electrospinning. After them undergo thermal and air plasma surface treatments, they were totally coated with polyaniline (PANI) and polypyrrole (PPy) through in situ polymerization of their monomer’s aniline and pyrrole, respectively. Chemical, optical, superficial and electrical properties of these materials was characterized through the following techniques: Fourier Transform infrared absorption spectroscopy (FTIR), ultravioletvisible absorption spectroscopy (UV-Vis), contact angle, scanning electron microscopy (SEM), impedance spectroscopy and current vs voltage curve (I-V). Through electrospinning, it was obtained uniform polystyrene membranes whose fibers diameter attends a normal distribution with mean 1,04 μm and standard deviation of 0,12 μm. After their superficial treatment with air plasma, they changed from hydrophobic to hydrophilic, as verified by FTIR and contact angle. This treatment allowed the fibers’ coating with conducting polymers PANI and PPy, which was confirmed through FTIR, UV-Vis and impedance spectroscopy. The importance of polystyrene fiber coating with conducting polymer in their capacity to conduct electricity was verified through charge transport resistance obtained by impedance spectroscopy. Regarding volatile sensing, PS/PANI and PS/PPy membranes showed potential for acetone and chloroform sensing due to PS/PANI high electrical sensibility and PS/PPy reproductivity of its electrical response. In relation to humidity sensing, PS/PPy membrane showed itself as an excellent material when compared with others electrical resistive sensors found in literature. This is due to its highest sensibility of 128% and its competitive time response when compared with other materials available in the literature.
Databáze: OpenAIRE
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