Polímeros: Ciência e Tecnologia
https://www.revistapolimeros.org.br/article/doi/10.4322/polimeros.2014.051
Polímeros: Ciência e Tecnologia
Scientific & Technical Article

Obtenção de nanocompósitos condutores de montmorilonita/polipirrol: Efeito da incorporação do surfactante na estrutura e propriedades

The preparation of montmorillonite/polypyrrole nanocomposites: The effect of surfactant incorporation on the structure and properties

Ramôa, Silvia Daniela A. da; Merlini, Claudia; Barra, Guilherme M. O.; Soares, Bluma G.

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Resumo

Nanocompósitos de montmorilonita/polipirrol (MMT/PPy) foram preparados a partir da polimerização in situ do pirrol na presença de argila, bentonita sódica natural, (MMT-Na+) em solução aquosa com ou sem surfactante aniônico, dodecil sulfato de sódio (SDS), utilizando-se o cloreto de ferro (III) hexahidratado (FeCl3.6H2O), como oxidante. A estrutura e propriedades dos nanocompósitos obtidos pela polimerização in situ do pirrol na presença de SDS (MMT/PPy.SDS) e sem surfactante (MMT/PPy) foram avaliadas e comparadas a partir da espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), difração de raios X (DRX), microscopia eletrônica de varredura (MEV), microscopia eletrônica de transmissão (MET), análise termogravimétrica (TG) e método padrão quatro pontas. Os difratogramas dos nanocompósitos revelaram que o espaçamento basal d001 da MMT (1,42 nm) foi alterado para valores maiores, indicando a intercalação do PPy na MMT para ambos os nanocompósitos obtidos. Os difratogramas e as imagens de MET e MEV dos nanocompósitos de MMT/PPy.SDS confirmaram que a presença do SDS na reação promoveu, além da intercalação, esfoliação parcial da argila. Os nanocompósitos MMT/PPy.SDS apresentaram condutividade elétrica (9,50 S cm-1) maior do que o nanocompósito de MMT/PPy (4,44 S cm-1). A presença da argila melhorou de forma significativa a estabilidade térmica do PPy.

Palavras-chave

Polipirrol, montmorilonita, nanocompósitos, condutividade elétrica

Abstract

Montmorillonite/polypyrrole (MMT/PPy) nanocomposites were prepared by the in situ polymerization of pyrrole in the presence of clay, natural sodium bentonite, (MMT-Na+) in aqueous solutions with or without an anionic surfactant, sodium dodecyl sulfate (SDS), using Iron (III) chloride hexahydrate (FeCl3.6H2O) as oxidant. The structure and properties of the nanocomposites obtained by the in situ polymerization of pyrrole in the presence of SDS (MMT/PPy.SDS) and without surfactant (MMT/PPy) were compared and evaluated by Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), transmission electron microscopy (TEM), thermogravimetric analysis and the four-point probe method. The XRD patterns of the MMT/PPy composites shows that the d001 spacing in MMT (1.42 nm) was changed to higher values, indicating the intercalation of PPy on MMT for both nanocomposites. The XRD pattern, SEM and TEM images of the MMT/PPy.SDS nanocomposites confirmed that the presence of SDS in the reaction medium promoted, beyond intercalation, the partial exfoliation of the clay. The MMT/PPy.SDS nanocomposites showed electrical conductivity (9.50 S cm-1) higher than the MMT/PPy nanocomposites (4.44 S cm-1). The presence of the clay significantly improved the thermal stability of PPy.

Keywords

Polypyrrole, montmorillonite, nanocomposites, electrical conductivity

References



1. Merlini, C.; Rosa, B.S.; Müller, D.; Ecco, L. G.; Ramôa, S. D. A. S. & Barra, G. M. O. – Polym. Test., 31, p. 971 (2012).

2. Potember, R. S.; Hoffman, R. C.; Hu, H. S.; Cocchiaro, J. E.; Viands, C. A.; Murphy, R. A. & Poehler, T. O. – Polymer, 28, p. 574 (1987).

3. Schultze, J. W. & Karabulut, H. – Electrochim. Acta, 50, p. 1739 (2005).

4. Rohwerder, M.; Isik-Upperkamp, S. & Amarnath, C. A. – Electrochim. Acta, 56, p. 1889 (2011).

5. Sultana, I.; Rahman, M. M.; Li, S.; Wang, J.; Wang, C.; Wallace, G. G. & Liu, H-K. – Electrochim. Acta, 60, p. 201 (2012).

6. Asil, D,; Cihaner, A.; Algi, F. & Önal, A. M. – J. Electroanal. Chem., 618, p. 87 (2008).

7. Ingram, M. D.; Staesche, H. & Ryder, K. S. – Solid State Ionics, 169, p. 51 (2004).

8. Yavuz, Ö.; Ram, M. K.; Aldissi, M.; Poddar, P. & Srikanth, H. – Synth. Met., 151, p. 211 (2005).

9. Karim, M. R. & Yeum, J. H. – J. Polym. Sci., Part B: Polym. Phys., 46, p. 2279 (2008).

10. Çelik, M. & Önal, M. – J. Thermoplast. Comp. Mat., 25, p. 505 (2011).

11. Han. Y. – Polym. Compos., 30, p. 66 (2009).

12. Boukerma, K.; Piquemal, J-Y.; Chehimi, M. M.; Mravčáková, M.; Omastová, M. & Beaunier, P. Polymer, 47, p. 569 (2006).

13. Mravčáková, M.; Omastová, M.; Olejníková, K.; Pukánszky, B. & Chehimi, M. M. – Synth. Met., 157, p. 347 (2007).

14. Soto-Oviedo, M. A.; Araújo, O. A.; Faez, R.; Rezende, M. C. & De Paoli, M.-A. – Synth. Me., 156, p. 1249 (2006).

15. Xu, B.-H.; Lin, B.-Z.; Chen, Z.-J.; Li, X.-L. & Wang, Q.-Q. – J. colloid Interface Sci., 330, p. 220 (2009).

16. Wang, J.; Matsubara, I.; Murayama, N.; Woosuck, S. & Izu, N. – Thin Solid Films, 514, p. 329 (2006).

17. Sakaebe, H.; Higuchi, S.; Kanamura, K.; Fujimoto, H. & Takehara, Z.-I. – J. Power Sources, 56, p. 165 (1995).

18. De, S.; Dey, A. & De, S. K. – Solid State Commun., 137, p. 662 (2006).

19. Hong, S. H.; Kim, B. H.; Joo, J.; Kim, J. W. & Choi, H. J. – Curr. App. Phys., 1, p. 447 (2001).

20. Kim, B. H.; Hong, S. H.; Joo, J,; Park, I.-W.; Epstein, A. J.; Kim, J. W. & Choi, H. J. – J. App. Phys., 95, p. 2697 (2004).

21. Kassim, A.; Mahmud, H. N. M. E. & Adzmi, F. – Mater. Sci. Semicond. Process., 10, p. 246 (2007).

22. Ray, S. S. & Okamoto, M. – Prog. Polym. Sci., 28, p. 1539 (2003).

23. Ferreira, J. A. M.; Reis, P. N. B.; Costa, J. D. M.; Richardson, B. C. H. & Richardson, M. O. W. – Compos. Part B – Eng., 42, p. 1366 (2011).

24. Schlemmer, D.; Angélica, R. S. & A-Sales, M. J. – Compos. Struct., 92, p. 2066 (2010).

25. Rizvi, T. Z. & Shakoor, A. – J. Phys. D: Appl. Phys., 42, p. 095415 (2009).

26. Shakoor, A,; Rizvi, T. Z. & Hina, M. – J. Appl. Polym. Sci., 124, p. 3434 (2012).

27. Kim, J. W.; Liu, F.; Choi, H. J.; Hong, S. H, & Joo, J. – Polymer, 44, p. 289 (2003).

28. Hosseini, M. G.; Raghibi-Boroujeni, M.; Ahadzadeh, I.; Najjar, R. & Dorraji, M. S. S. – Prog. Org. Coat., 66, p. 321 (2009).

29. Moučka, R.; Mravčáková, M.; Vilčáková, J.; Omastová, M & Sáha, P. – Mater. Design, 32, p. 2006 (2011).

30. Mravčáková, M.; Boukerma, K.; Omastová, M. & Chehimi, M. M. – Mater. Sci. Eng., C, 26, p. 306 (2006).

31. Peighambardoust, S. J. & Pourabbas, B. – Macromol. Symp., 247, p. 99 (2007).

32. Håkansson, E.; Lin, T.; Wang, H. & Kaynak, A. – Synth. Met., 156, p. 1194 (2006).

33. Reung-U-Ray, A.; Prom-Jun, A.; Prissanoroon-Ouajai, W. E. & Ouajai, S. – J. Met. Mater. Miner., 18, p. 27 (2008).

34. Omastová, M.; Trchová, M.; Kovárová, J.; Stejskal, J. Synth. Met., 138, p. 455 (2003).

35 Pojanavaraphan, T.; Magaraphan, R. – Polymer, 51, p. 1111 (2010).

36. Calgar, B.; Afsin, B.; Tabak, A. & Eren, E. – Chem. Eng. J., 149, p. 242 (2009).

37. Kim, J.; Jung, J. H.; Hong, S. H.; Kim, J. W.; Choi, H. J. & Joo, J. – Curr. Appl. Phys., 1, p. 112 (2001).

38. Letaϊef, S.; Aranda, P. & Ruiz-Hitzky, E. – Appl. Clay Sci., 28, p. 183 (2005).

39 Liu, Y-C.; Ger, M-D. – Chem. Phys. Lett.,362, p. 491 (2002).

40 Lee, D.; Char, K. – Polym. Degrad. Stab., 75, p. 555 (2002).
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