Nanocompósitos de Polianilina e Nanotubos de Carbono obtidos por Polimerização Interfacial

Resumo: Este trabalho consiste na sintese e caracterizacao de nanocompositos entre nanotubos de carbono (NTC) de multiplas camadas e a polianilina na sua forma dopada. Os NTC foram sintetizados (metodo CVD) com base em rota desenvolvida no Grupo de Quimica de Materiais da UFPR. O diferencial deste trabalho foi a forma da sintese dos nanocompositos: a polimerizacao in situ da anilina em um sistema bifasico (agua/tolueno), contendo NTC dispersos na fase organica, sob agitacao. A partir desta rota, foram obtidos filmes auto-montaveis de nanocompositos localizados exatamente na interface do sistema bifasico. Estes filmes apresentaram-se extremamente estaveis e podem ser facilmente removidos da interface e depositados em substratos, onde apresentam elevada transparencia. A partir do controle da quantidade de onomero e condicoes de sintese, elevadas concentracoes de NTC (aproximadamente 60% em massa) puderam ser obtidas nos nanocompositos. Materiais envolvendo NTC e PANI apresentam dificuldade no seu rocessamento em filmes. Portanto, esta rota representa um metodo que reune sintese e processamento em uma unica etapa. Os filmes dos nanocompositos foram caracterizados por espectroscopias Raman, FTIR e UVVis, voltametria ciclica, difracao de raios X, microscopias eletronicas de varredura e transmissao e medidas de condutividade. Os nanocompositos mostraram propriedades unicas decorrentes da interacao dos componentes. A partir do estudo de microscopias, verificou-se que a morfologia destes filmes e composta de uma mistura de NTC encapados por polimero e nanofibras de polianilina, cuja proporcao e controlada pelas condicoes de sintese. As demais tecnicas demonstraram que os NTC e a polianilina possuem forte interacao ƒÎ-ƒÎ, pela qual ocorre transferencia de carga da polianilina para o NTC. Alem disso, a formacao de filmes de NTC/polianilina dopada permitiu estudar e explicar uma discrepancia dos dados de Raman e FTIR, normalmente apresentada e nao discutida na literatura para estes sistemas. A partir destas tecnicas, foi possivel verificar que o crescimento do polimero sobre os NTC induz a formacao de cadeias mais planares, estabilizando a forma dopada da polianilina com estrutura polaronica. Esta estabilizacao foi rrelacionada com o afastamento dos pares redox caracteristicos da polianilina, como visto pela voltametria ciclica, e com as propriedades oticas e organizacao do material. A formacao de um filme auto-montavel foi explicada com base no modelo das emulsoes de Pickering, no qual a sintese in situ dos nanocompositos estabiliza a elevada tensao interfacial aguatolueno, permitindo a formacao dos filmes