Obtaining fabric coated with poly (pyrrole) and carbon nanotubes for obtaining conductive fabric

Believed that the Smart textiles witness a surprising growth in the coming years. The result of this renewed interest is due to the expansion of commercial products and the development of new techniques to incorporate functionalities in textiles, such as conductivity. The production of a conductive surface can be achieved through the use of intrinsically conductive polymeric materials such as polypyrrole, polyaniline, PDOT, among others. These exhibit high electrical conductivity and moderate stability and are suitable for multifunctional applications; there is also the possibility of using carbon nanomaterials such as graphene, whose the use has been very exploited in recent years due to the excellent conductive properties and mechanical strength. In this sense, this research project aims at obtaining a conductive fabric coated with polypyrrole and incorporating carbonic materials. For this, the oxidative polymerization of pyrrole with the oxidizing agent iron chloride (III) was carried, out in the presence of cotton fabric. Weight ratios of pyrrole and FeCl3 were evaluated. The influence of carbon nanotube incorporation was also tested, which was introduced during the synthesis. The materials were characterized by Thermogravimetric Analysis (TGA), Infrared Region Spectroscopy (FTIR), Scanning Electron Microscopy (SEM), Energy Dispersive X-ray Spectroscopy (EDS), X Ray Diffraction (XRD), and by contact angle measurements and mechanical tensile tests. And yet the compaction of the coating was also tested using foulard equipment. The characterizations demonstrated the obtaining of polypyrrole on the fabric, which was distributed homogeneously. It was further verified that the presence of the coating leaves the surface hydrophilic and decreases its tensile strength. The evaluation of the electric resistance of the sheet, which was performed using the four-point method, showed that the lowest value was 175 Ω/□ for the sample with the optimum molar ratio of 2.25 (pyrrole / FeCl3). The decrease or increase of this ratio caused the sheet resistance to increase. It was further verified that the compression of the coating decreased the sheet resistance by about 44% when 1 bar of pressure and 10 passes were applied by the foulard. The application of pressure compacts the coating and contributes to a more homogeneous distribution of the material, which has created more paths of electric current. Applying higher pressures or more passes remove the recoating by grip on the pressurizing roller. The incorporation of carbon nanotubes was not effective in reducing the resistance, considering the incorporation format tested. In general, sheets with low sheet strength, comparable to ITO for example, were obtained and could be useful for applications in the electronic, computational, and textile.Acredita-se que os têxteis inteligentes testemunhem um crescimento surpreendente nos próximos anos. O resultado desse renovado interesse se deve a expansão de produtos comerciais e ao desenvolvimento de novas técnicas para incorporar funcionalidades aos em têxteis, tal como a condutividade. A produção de uma superfície condutora pode ser alcançada através da utilização de materiais poliméricos condutores intrínsecos tais como o polipirrol, poli(anilina), PDOT, entre outros. Estes polímeros exibem alta condutividade elétrica e moderada estabilidade, sendo adequados para aplicações multifuncionais. Existe ainda a possibilidade da aplicação de nanomateriais de carbono tais como nanotubos de carbono e grafeno, cujo o uso vem sendo muito explorado nos últimos anos devido às suas excelentes propriedades condutoras e de resistência mecânica. Nesse sentido, este projeto de pesquisa visa a obtenção de tecido de algodão condutor por meio do revestimento com polipirrol com incorporação de nanotubos de carbono. Para isso, foi realizada a polimerização oxidativa de pirrol, utilizando cloreto de ferro (III), na presença do tecido de algodão. Proporções de pirrol e FeCl3 foram avaliadas. Foi testada ainda a influência incorporação de nanotubos de carbono, a qual foi introduzido durante a síntese. Os materiais foram caracterizados por meio por Análise Termogravimétrica (TGA), Espectroscopia na Região de Infravermelho no Modo Reflexão Total Atenuada (FTIR-ATR), Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), Análise de Energia Dispersiva de raios X (EDS), Difração de Raios X (DRX), por medidas de ângulo de contato e ensaios mecânicos de tração. Ainda foi testada a compactação do revestimento usando equipamento Foulard. As caracterizações demonstraram a obtenção de polipirrol sobre o tecido, a qual esteve distribuído homogeneamente. Foi verificado ainda que a presença do recobrimento deixa a superfície hidrofílica e diminui a sua resistência a tração. A avaliação da resistência elétrica de folha, a qual foi realizada através do método quatro pontas, mostrou que o menor valor alcançado foi 175 Ω/□ para amostra com a razão molar ótima de 2,25 (pirrol/FeCl3). A diminuição ou aumento dessa razão fez com que a resistência de folha aumentasse. Foi verificado ainda que a compressão do revestimento diminuiu a resistência de folha em torno de 44%, quando foram aplicados 1 bar de pressão e 10 passagens pelo Foulard. A aplicação da pressão compacta o revestimento e contribui para uma distribuição mais homogênea do material, a qual criou mais caminhos de corrente elétrica. Aplicação de pressões superiores ou mais passagens removem o recobrimento por aderência no rolo pressurizador. A incorporação de nanotubos de carbono não se mostrou efetiva da redução da resistência, considerando o formato de incorporação testada. No geral foram obtidos recobrimentos com baixa resistência de folha, comparável com ITO por exemplo, e que poderia ser útil para aplicações nas áreas eletrônica, computacional, e têxtil