Nanocompósito formado por Polianilina e Óxido De Cobre II: caracterização estrutural e morfológica
Os Nanocompósitos são atualmente os materiais mais intensamente estudados devido às melhorias em algumas propriedades que os mesmos apresentam quando comparados aos materiais que os constituem. Este estudo propõe a avaliação estrutural e morfológica de um nanocompósito de matriz polimérica, formado...
| Autor principal: | Souza, Vânia Silva de |
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| Outros Autores: | 1228423428464550 |
| Grau: | Dissertação |
| Idioma: | por |
| Publicado em: |
Universidade Federal do Amazonas
2019
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| Assuntos: | |
| Acesso em linha: |
https://tede.ufam.edu.br/handle/tede/7567 |
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oai:https:--tede.ufam.edu.br-handle-:tede-75672019-12-18T05:04:19Z Nanocompósito formado por Polianilina e Óxido De Cobre II: caracterização estrutural e morfológica Nanocomposite constituted of Polyaniline and Copper Oxide II: Structural and Morphological Characterization Souza, Vânia Silva de Sanches, Edgar Aparecido 1228423428464550 9217911214522756 Sanches, Edgar Aparecido Trichês, Daniela Menegon Couceiro, Paulo Rogério da Costa Nanocompósitos (Materiais) Raios X - Difração ENGENHARIAS Polianilina Óxido de Cobre Nanocompósito Os Nanocompósitos são atualmente os materiais mais intensamente estudados devido às melhorias em algumas propriedades que os mesmos apresentam quando comparados aos materiais que os constituem. Este estudo propõe a avaliação estrutural e morfológica de um nanocompósito de matriz polimérica, formado por Polianilina Sal de Esmeraldina (PANI-ES), reforçada por Óxido de Cobre II (CuO). Considerando a classe dos Polímeros Condutores Intrínsecos, a Polianilina é o mais estudado devido ao baixo custo do monômero e facilidade de síntese. Por outro lado, o Óxido de Cobre II tem sido reportado em diversas aplicações tecnológicas. Propriedades relacionadas aos materiais isolados e na forma de nanocompósito como, por exemplo, as propriedades estruturais, morfológicas e elétricas, foram investigadas. Tais informações são úteis para a proposição de possíveis aplicações tecnológicas para este material. As técnicas de Difração de Raios X (DRX), refinamento estrutural pelo Método de Le Bail, Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) e Medidas de Condutividade Elétrica foram realizadas para a caracterização dos constituintes puros e do nanocompósito. A técnica de DRX permitiu visualizar a amorfização da fase polimérica no nanocompósito, sugerindo algum tipo de interação entre os constituintes a nível de interface. O percentual de Cristalinidade calculado para a PANI-ES foi estimado em 24%, chegando a 38% na forma de Nanocompósito O Método de Le Bail mostrou a necessidade de uma cela unitária maior que a proposta em literatura para a PANI-ES, afim de acomodar os contra íons inseridos na estrutura molecular do polímero durante o processo de dopagem. Foram encontrados tamanhos médios de cristalitos para a PANI-ES em torno de 21 Å. O CuO apresentou cristalitos muito maiores, conforme esperado, com tamanho médio isotrópico de 119 Å. As imagens de MEV da PANI-ES possibilitaram verificar sua morfologia de nanofibras bem definidas com variações no tamanho e espessura, e confirmou a mudança previamente verificada por DRX, uma vez que a morfologia do polímero no nanocompósito não é mais fibrilar. A morfologia das partículas do CuO apresentou-se esférica, resultante da deposição de nanoplacas do material. O MEV do nanocompósito mostou partículas do óxido imersas na matriz polimérica, sendo possível verificar uma baixa regularidade das nanofibras da PANI-ES e elevada organização das nanoplacas que compões as esferas do CuO, justificando o aumento da cristalinidade no nanocompósito. Sugere-se que a polimerização da PANI-ES sobre as partículas de CuO a fim de formar o nanocompósito afetou o alinhamento natural das cadeias do polímero, prejudicando o arranjo molecular ordenado do polímero. As medidas de condutividade da PANI-ES e do nanocompósito foram de 1,11x10-4 S/cm-1 e 2,77x10-4 S/cm-1,respectivamente, sendo o nanocompósito 60 vezes mais condutor que a PANI-ES. Desta forma, através desta pesquisa, foi possível averiguar as propriedades estruturais e morfológicas da PANI-ES, CuO e PANI/CuO. Nanocomposites are currently studied due to improvements in some properties that they present when compared their constituents. This study proposes the structural and morphological characterization of a nanocomposite based on a polymer matrix formed by Polyaniline Emeraldine-salt form (PANI-ES), reinforced by Oxide Copper II (CuO). Considering the class of Intrinsically Conductive Polymer (ICP), polyaniline is the most studied due to low cost of monomer and ease of synthesis. On the other hand, CuO has been reported in several technological applications. Properties related to the pure materials and in the form of the nanocomposite, for example, the structural, morphological and electrical properties were investigated. Such information is useful to propose possible technological applications for this material. The techniques of X-ray Diffraction (XRD), structural refinement by Le Bail method, Scanning Electron Microscopy (SEM) and Measurement of Electrical Conductivity were performed for characterization of the pure components and for the nanocomposite. XRD technique allowed the visualization of the polymer amorphization in the nanocomposite form, suggesting some kind of interaction between its constituents in interface level. The percentage of crystallinity calculated for the PANI-ES and nanocomposite was estimated at 24% to 38%, respcetively. Le Bail method showed a increasing of unit cell for PANIES in order to accommodate the counter ions inserted in the molecular structure of the polymer during the doping process. The average crystallite size were found around 21 Å for PANI-ES. The CuO showed much larger crystallites, as expected, with an average size of 119 Å. SEM images of PANI-ES showed a well defined nanofiber morphology with ranged size and thickness for pure PANI-ES. This morphology was not observed in the nanocomposite form, confirming the results observed previously by XRD. The morphology of the CuO particles are spherical, resulted from the deposition of nanoplates. SEM images showed that the CuO particles coexist with the polymer matrix. It is possible to verify a lower regularity of PANI-ES nanofibers and high organization of nanoplate that compose the CuO particles, justifying the increasing of crystallinity in the nanocomposite. It is suggested that polymerization of PANI-ES on the CuO particles to form the nanocomposite affected the natural alignment of the polymer chains, impairing ordered molecular arrangement of the polymer. The conductivity measurements of PANIES and nanocomposite were 1,11x10-4 S/cm and 2,77x10-4 S/cm, respectively. Nanocomposite presented 60 times more conductivity than PANI-ES. Thus, through this research, it was possible to determine the structural and morphological properties of the PANI-ES, CuO and PANI/CuO nanocomposite. CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior Dificuldades de ter todas as informações dos membros 2019-12-17T15:13:16Z 2016-09-30 Dissertação SOUZA, Vânia Silva de. Nanocompósito formado por Polianilina e Óxido De Cobre II: caracterização estrutural e morfológica. 2016. 87 f. Dissertação (Mestrado em Ciência e Engenharia de Materiais) - Universidade Federal do Amazonas, Manaus, 2016. https://tede.ufam.edu.br/handle/tede/7567 por Acesso Aberto http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ image/png application/pdf Universidade Federal do Amazonas Faculdade de Tecnologia Brasil UFAM Programa de Pós-graduação em Ciência e Engenharia de Materiais |
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TEDE - Universidade Federal do Amazonas |
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