8/19/2019 Caracterização Polimeros Condutores

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Caracterização Polímeros Condutores

•  Doutorado Rogerio

•  Poliuretano (PU)

1. Cromatografia de permeação em gel (Polianilina)

 Em essência a técnica consiste na searação molecular com !ase no taman"o e#eti$o

das molécula sem solução% conseguida atra$és da in&eção de uma solução de

olímero numa corrente continua de sol$ente (eluente' nmetil irrolidona) ue assa

atra$és de colunas com erolas orosas% de modo ue as moléculas menores

enetram mais nas artículas% ermanecendo mais temo na coluna do ue as

moléculas maiores.*ão detectados or índice de re#ração% Utilizamse adrão% ou se&a% não é a!soluto .

+s cromatogra#os de ermeação em gel consistem essencialmente de umsistema de

!om!eamento% in&etor% colunas% detectores e registradores. + #lu,o de sol$ente sedi$ide em dois- uma metade $ai ara uma coluna de re#erencia% e a outra%ara a coluna

ue conter a amostra. / solução de olímero e in&etada na corrente daamostra atra$és

de uma $l$ula. /s duas correntes% a0s assarem elos dois sistemasde colunas

(cada um com três ou uatro colunas em serie com erolas de di#erentestaman"os)

são analisadas elo detector.Essa técnica e utilizada ara analises de aditi$os e

comostos orgnicos%determinação de eso molecilar% olidisersi$idade% $iscosidade

intrínseca e grau derami#icação em olímeros

2. 3icroscoias 0tica e eletr4nica de $arredura ela esectroscoia Raman% 567R% U8

$isí$el% R39

Ressonância Magnética Nuclear(RMN)

+ e#eito da ressonncia magnética nuclear (R39) #oi detectado em 1:;< e a artir da década

de => começou a ser utilizada em olímeros% com a R39 de r0ton e aumentou na década

seguinte com a R39 do car!ono 1?. / técnica de R39 !aseiase na roriedade de alguns

n@cleos aresentarem momentos magnéticos (sin) não nulos. + n@mero untico de sin 7%

est ligado ao n@mero de massa e at4mico. /o su!meter um n@cleo a um camo magnético

e,terno #orte% o seu momento magnético tende a se alin"ar com o camo% "a$endo uma

mudança de energia. + n@cleo não se alin"a comletamente com o camo% mas so#re o

mo$imento de recessão.

Espectrofotometria na região do infravermelho com transformada de

ourier 

Espectroscopia Raman / espectroscopia Raman é uma técnica #ot4nica de alta resolução ue roorciona% em

oucos segundos% in#ormação uímica e estrutural de uase ualuer material% comosto

orgnico ou inorgnico ermitindo assim sua identi#icação.

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*ua anlise se !aseia na luz% monocromtica e de determinada #reAência% disersada ao

incidir so!re o material a ser estudado% cu&a maior arte da luz disersada tam!ém aresenta a

mesma #reAência dauela incidente. *omente uma euena orção da luz é disersada

inelasticamente #rente as ridas mudanças de #reAência% de$ido B interação da luz com a

matéria% e é uma característica intrínseca do material analisado e indeende da #reAência da

luz incidente.

 / luz ue mante$e a mesma #reAência da incidente não re$ela ualuer in#ormação so!re o

material e é c"amada de disersão Raleig"% mas auela ue mudou re$ela a comosição

molecular deste mesmo e é con"ecido como disersão Raman.

3uito se tem #alado ultimamente so!re as alicaçes da EsectroscoiaRaman nos mais $ariados camos do con"ecimento mas% o ue é EsectroscoiaRaman 6ratase de uma técnica ue usa uma #onte monocromtica de luz a ual% aoatingir um o!&eto% é esal"ada or ele% gerando luz de mesma energia ou de energia

di#erente da incidente. 9o rimeiro caso% o esal"amento é c"amado de elstico e nãoé de interesse% mas no segundo (esal"amento inelstico) é ossí$el o!ter muitasin#ormaçes imortantes so!re a comosição uímica do o!&eto a artir dessadi#erença de energia. 9a rtica% um #ei,e de radiação laser (monocromtica% ortanto)de !ai,a otência é usado ara iluminar euenas reas do o!&eto de interesse e aoincidir so!re a rea de#inida% é esal"ado em todas as direçes% sendo ue umaeuena arcela dessa radiação é esal"ada inelasticamente% isto é% com #reuência(ou comrimento de onda) di#erente da incidente (E ' "F ou E ' ".c.G1). Esse#en4meno #oi o!ser$ado e,erimentalmente em 1:2H or C"andraseI"ara 8enIataRaman% na 7ndia e% or esse moti$o% #oi c"amado de e#eito Raman. Caso se&a utilizadoum microsc0io 0tico con$encional no ual a o!&eti$a tanto ser$e ara #ocalizar o#ei,e incidente na amostra uanto ara coletar a radiação ue é esal"ada or ela%temse a 3icroscoia Raman% a ual ermite o estudo de reas de até 1 Jm (1>= m)

de dimetro. (8e&a #igura 1)"tt-KKcr;.org.!rKsmsK#ilesK#ileKEsectroscoiaLRamanL;.d# 

Espectroscopia !"# "isivel 

$% &ifração de Raio#' "tt-KKMMM.#isica.u#s.!rKng#iKcursosKsincrotronKaulasKDi#racaoN2>deN2>Raios

,LEscola.d# 

;. 3edida de Conduti$idade Elétrica

1.  nlises térmicas 

 nalise termogravimétrica ( +corre a degradação em uma determinada temeratura%

recedida de ? etaas intermediarias de#inidas. Primeira etaa da $olatilização da

agua % seguida do incio da degradação do acido doante

  ("tt-KKMMM.i.u#rgs.!rKcguiKmro#KdoMnloadsK12LcKtga.d#  )

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Calometria e*plorat+ria diferencial (&,C )

( "tt-KKt.scri!d.comKdocK=?:2OH=?K<OK/naliseorcalorimetriae,loratoriadi#erencialD*C)

+ grau de cristalinidade é um dos mais imortantes armetros utilizadosara caracterizarolímeros semicristalinos. Esta característica a#eta raticamentetodas as roriedades do

material olimérico% incluindo as roriedades mecnicas%#ísicas% termodinmicas e 0ticas. Doonto de $ista #armacêutico% as características#inais das microes#eras odem ser #ortementein#luenciadas ela cristalinidade doolímero utilizado no seu rearo% incluindo a ta,a e omecanismo de degradação%a#inidade e localização do #rmaco na artícula% e $elocidade emecanismo deli!eração (P+U6+9 /Q6/R% 1::=S U/9Tet al.% 2>>=). /ssim% com intuito dea$aliar o e#eito da #ormação de !lendas so!re o grau de

cristalinidade do olímero e$eri#icar a resença de interaçes do #rmaco com a matriz

olimérica% asmicroes#eras rearadas com P(?) e 63T ?-1% usando diclorometano

comosol$ente% #oram analisadas or calorimetria e,lorat0ria di#erencial. /s cur$as deD*C

o!tidas ara o i!uro#eno% P(?) e trimiristato de glicerila% assim como ara amistura #ísica

dos comonentes e ara as microes#eras !rancas e com #rmaco.

 / técnica de D*C ode ser usada ara a$aliar o grau de cristalinidade relati$o (V cN) dosmateriais% uma $ez ue uma mudança da mesma é caracterizada ela redução da entalia de

#usão (W e,)% em relação ao comosto uro (W uro)%/ssim% o grau de cristalinidade 4de

ser estimado or meio da euação demonstrada a!ai,o% adatada de El6aMeel e

cola!oradores% onde # corresonde a #ração do #rmaco ou olímero ue constitui a

microes#era (2>>;).

Condutividade

 / técnica de Van Der Pauw é utilizado ara a determinação da resisti$idade e ortadores de

carga em semicondutores . Técnica tam!ém é c"amada quatro cantos ou quatro cantos

técnica. 9ormalmente% esta técnica é alicada so! a #orma de amostras de #ilmes #inos.

+ o!&ecti$o da e,eriência 8an der PauM é determinar a densidade de ortadores de carga ns

de medir a tensão de salão 8. Para medir a tensão de 8 all% uma corrente 7 é #orçado a #luir 

atra$és do ar oosto de contactos 1 e ? e o all tensão 8 (' 82;) medido em ar restante

trans$ersal dos contactos 2 e ;.

 /lém da resisti$idade ode ser demonstrado ue e,istem duas resistências R/ e R

características ue estão relacionados com a resistência R* de #ol"a or a euação-

Para as duas características resistores% alicamos um 7 DC corrente entre os contatos 1 e 2 e

mede a tensão 8 ;? do contato ; ara contato ?. Posteriormente% a mesma corrente 7 aos inos

2 e ?% e medida a tensão 8 ara os inos 1 e ;.

Pre#erese ara a #a!ricação de amostras de lacas #inas de um material semicondutor eadotar a geometria aroriada. +s dimetros médios (D) dos contactos% e a esessura da

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amostra (d) tem de ser muito menor do ue a distncia entre os contactos (X). Erros relati$os

causadas or di#erentes $alores de D > são da ordem de D K X. 8alores tíicos de D ' >%<

milímetros $alores tíicos de X ' <mm D K X Y >%1

Para a medição con#i$el é necessrio ue os contatos estão 4"mico% ou se&a% não é uma lin"a

reta em um gr#ico de corrente $ersus tensão% ou o ue é o mesmo% o!edecendo a lei de +"m -

 /lgumas outras #ontes de erro odem incluir-

a) a uni#ormidade e recisão na determinação da esessura da amostra.

!) E#eitos termomagnéticos% de$ido B nãouni#ormidade de temeratura

c) E#eitos #oto$oltaicos e #otoconduti$a ode ser minimizado atra$és da medição em um

am!iente escuro.

d) / recisão da medição da temeratura da amostra% #orça do camo magnético% a corrente

eléctrica e a tensão

 nalise reol+gica(http-..chas/ue0e1%ufrgs%1r.2ruth%santana.analise3instrumental.aul 

a4d%html)Nos processamentos de polímeros, o material fca sujeito a vários

tipos de deormações, devido à geometria complexa dos

equipamentos de extrusão e injeção. urante a extrusão, o polímero

sore cisal!amento no interior da estrutura e elongação na matri", o

que provoca o aparecimento de tensões normais e inc!amento.

 #am$%m ocorrem cisal!amento e deormação em regime transiente e

cisal!amento elevado no molde. & morologia e propriedades

mec'nicas do polímero será determinada por estas tensões,

tornando(se necessário con!ecer o comportamento destes materiais

durante o )uxo.

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