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???metadata.dc.type???: Tese
Title: Influência de diferentes ácidos dopantes nas propriedades estruturais, morfológicas, térmicas e elétricas da Poli(m-anisidina)
Other Titles: Influence of different doping acids on the structural, morphological, thermal and electrical properties of Poly(m-anisidine)
???metadata.dc.creator???: Veras, Tiago Neves 
???metadata.dc.contributor.advisor1???: Sanches, Edgar Aparecido
First advisor-co: Santos, Nataly Albuquerque dos
???metadata.dc.contributor.referee1???: Rios, Emerson da Costa
???metadata.dc.contributor.referee2???: Nunomura, Rita de Cassia Saraiva
???metadata.dc.contributor.referee3???: Paula, Marcos Marques da Silva
???metadata.dc.contributor.referee4???: Macêdo Neto, José Costa de
???metadata.dc.description.resumo???: Os Polímeros Condutores Intrínsecos (PCI) vêm sendo extremamente estudados devido às grandes possibilidades de aplicações nanotecnológicas e também à necessidade de entendimento de suas propriedades para que essas aplicações possam ser viabilizadas. A presente pesquisa tem como objetivo sintetizar a poli(m-anisidina) (PMA) utilizando diferentes dopantes para a obtenção dos polímeros PMA/HCl, PMA/HNO3 e PMA/H2SO4. Foram utilizadas as técnicas de Difração de Raios X (DRX), Refinamento Estrutural pelo Método de Le Bail, Espectroscopia na Região do Infravermelho por Transformada de Fourier (FTIR), Espectroscopia na Região do Ultravioleta Visível (UV-vis), Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), Análise Térmica (TG/DTA) e Medidas de Condutividade Elétrica para caracterizar os polímeros sintetizados. Adicionalmente, utilizando a Teoria do Funcional da Densidade (DFT) foi possível correlacionar resultados teóricos com os experimentais. A análise de DRX mostrou os perfis semicristalinos das PMA para todos os dopantes utilizados. Os perfis de DRX foram utilizados para a estimativa dos percentuais de cristalinidade pelo método de deconvolução dos picos de difração, encontrados em torno de (30±2) %. Com a técnica de FTIR foi possível detectar estiramentos da presença do substituinte na posição meta do anel aromático e dos contraíons dopantes para cada polímero. A partir dos espectros de UV-VIS, foram estimados os valores de energia de gap, bem como as principais transições eletrônicas. Os resultados de TG/DTA permitiram evidenciar a maior estabilidade térmica do polímero PMA/H2SO4, indicando que as fortes ligações ocasionadas pelos grupos sulfóxidos do dopante resultam em degradação térmica e liberação de calor em temperaturas superiores às verificadas para os demais polímeros. As imagens em MEV indicaram que os polímeros tendem a formar esferas. Os refinamentos pelo Método de Le Bail permitiram evidenciar a influência do tamanho dos contraíons dopantes na estrutura polimérica: a direção [010] apresentou o maior valor para o PMA/H2SO4 devido à incorporação do respectivo contraíon na estrutura molecular. Em concordância, foi verificado o maior volume de cela unitária (1173.9 Å 3) apresentado pelo mesmo polímero. Para os demais, os parâmetros de cela foram proporcionais aos tamanhos dos contraíons (na direção [010]) e também ao tamanho da molécula (na direção [001]). O formato do cristalito da PMA/HNO3 indicou crescimento esférico do cristal nas direções [001] x [010], enquanto o PMA/H2SO4 apresentou maior crescimento nas direções influenciadas pela presença dos contraíons, [100] x [010]. A análise em DFT mostrou maior redução no nível de Fermi para o PMA/H2SO4, com gap quase nulo, equivalente ao PMA/HNO3 na criação de novos estados abaixo do nível de Fermi, assim como maior contribuição na densidade eletrônica ocasionada pelos átomos de oxigênio. O PMA/H2SO4 apresentou o maior valor de condutividade (8,34 x 10-7 S.cm-1), justificando o menor valor de gap. Espera-se com este trabalho contribuir com o fornecimento de informações estruturais, morfológicas, térmicas, elétricas e teóricas acerca do polímero poli(m-anisidina) ainda não existentes na literatura.
Abstract: Intrinsic Conductive Polymers (ICP) have been extremely studied due to the great possibilities of nanotechnological applications, and to the need to understand their properties so that these applications can be made feasible. The present research aims to synthesize poly(m-anisidine) (PMA) using different dopants to obtain the polymers PMA/HCl, PMA/HNO3 and PMA/H2SO4. X-Ray Diffraction (XRD), Structural Refinement using the Le Bail Method, Fourier-transforms Infrared Spectroscopy (FTIR), Spectroscopy in the Ultraviolet and Visible Regions (UV-vis), Scanning Electron Microscopy (SEM), Thermal Analysis (TG / DTA) and Electrical Conductivity measurements were performed to characterize the synthesized polymers. Additionally, using the Density Functional Theory (DFT) it was possible to correlate theoretical results with experimental ones. The XRD analysis showed the semi-crystalline patterns of PMA for all dopants used. The XRD patters were used to estimate the percentage of crystallinity by the method of deconvolution of the diffraction peaks, which were found around (30 ± 2) %. The FTIR technique allowed to verify stretches of the presence of the substituent in the meta position of the aromatic ring and of the doping counterions for each polymer. From the UV-VIS spectra, the energy gap values were estimated, as well as the main electronic transitions. The results of TG/DTA showed the greater thermal stability of the polymer PMA/H2SO4, indicating that the strong bonds caused by the sulfoxide groups of the dopant result in thermal degradation and heat release at temperatures higher than those observed for the other polymers. SEM images indicated that polymers tend to form spheres. The refinements by the Le Bail method allowed to evidence the influence of the counterions volumes in the polymeric structure: the direction [010] presented the highest value for PMA/H2SO4 due to the incorporation of the respective counterion in the molecular structure. Accordingly, the largest unit cell volume (1173.9 Å 3) presented by the same polymer was verified. For the other polymers, the cell parameters were proportional to the counterion volumes (in the [010] direction) and also to the molecule size (in the [001] direction). The shape of the PMA/HNO3 crystallite indicated spherical crystal growth in the [001] x [010] directions, while the PMA/H2SO4 showed greater growth in the directions influenced by the presence of the counterions, [100] x [010]. The DFT analysis showed a greater reduction in the Fermi level for PMA/H2SO4, with an almost null gap, equivalent to PMA/HNO3 in the creation of new states below the Fermi level, as well as a greater contribution in the electronic density caused by oxygen atoms. PMA/H2SO4 showed the highest conductivity value (8.34 x 10-7 S.cm-1), justifying the lowest gap value. This work is expected to contribute to the provision of structural, morphological, thermal, electrical, and theoretical information about the poly(m-anisidine) polymer not yet available in the scientific literature.
Keywords: Polímeros condutores
Teoria do Funcional da Densidade
Raios X - Difração
Método de Le Bail
Condução elétrica
???metadata.dc.subject.cnpq???: CIÊNCIAS EXATAS E DA TERRA: QUÍMICA
???metadata.dc.subject.user???: Polímeros condutores
Dopantes
Poli(m-anisidina)
DFT
Método de Le Bail
Language: por
???metadata.dc.publisher.country???: Brasil
Publisher: Universidade Federal do Amazonas
???metadata.dc.publisher.initials???: UFAM
???metadata.dc.publisher.department???: Instituto de Ciências Exatas
???metadata.dc.publisher.program???: Programa de Pós-graduação em Química
Citation: VERAS, Tiago Neves. Influência de diferentes ácidos dopantes nas propriedades estruturais, morfológicas, térmicas e elétricas da Poli(m-anisidina). 2020. 81 f. Tese (Doutorado em Química) - Universidade Federal do Amazonas, Manaus, 2020.
???metadata.dc.rights???: Acesso Aberto
URI: https://tede.ufam.edu.br/handle/tede/7921
Issue Date: 28-Aug-2020
Appears in Collections:Doutorado em Química

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