Sociedade Brasileira de Química ( SBQ)
31a Reunião Anual da Sociedade Brasileira de Química
Caracterização dos processos de envelhecimento eletroquímicos em filmes automontados de polímeros condutores.
Roberta M. Araujo (PG), Adriane V. Rosario (PQ), Lucia H. Mascaro (PQ) e Ernesto C. Pereira (PQ).
*decp@power.ufscar.
Universidade Federal de São Carlos - Departamento de Química – Laboratório Interdisciplinar de Eletroquímica e Cerâmica (LIEC) – CP 676 – CEP 13 560-970 – São Carlos – SP.
Palavras Chave: POMA, PTAA, filme casting, filme LBL
Introdução
A preparação de filmes automontados é uma metodologia cuja principal característica é o controle em nível molecular. [Strixino et al.,2003]i usou o poli ácido-3- tiofeno acético (PTAA) e poli o-metoxianilina (POMA). A resposta eletroquímica das películas de LBL (Layer by layer), mostrou que o mecanismo de compensação de carga no filme LBL é mais eficiente. Este efeito pode indicar variações no processo de transporte de massa no interior do polímero e levam a crer que podem ocorrer variações da estabilidade do polímero com o envelhecimento eletroquímico. O objetivo deste trabalho foi estudar estes processos de degradação nos filmes LBL e comparar com o envelhecimento dos filmes casting de POMA. Para isso, foram preparados filmes com diferentes números de bicamadas e as propriedades de envelhecimento eletroquímico foram acompanhadas através de medidas de cronopotenciometria e espectroscopia.
Resultados e Discussão
Os polímeros POMA e PTAA foram sintetizados separadamente e então, dissolvido. As soluções preparadas foram empregadas na construção de filmes por evaporação de solvente (casting) e LBL com 5,10, 20 e 40 bicamadas, todos depositados em ITO.
-400 -200 0 200 400
-60 -40 -20 0 20 40 60
J /µAcm-2
Potencial/ mV vs. EPH 5 bicamadas 10 bicamadas 20 bicamadas a)
300 400 500 600 700 800 900
0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30 0.35 0.40
Absorbância /u.a
Comprimento de onda /nm POMA PTAA 10 bicamadas 15 bicamadas 12 bicamadas
b)
Fig 1:(a) Voltamogramas cíclicos em HCl 0,1 M e v=20 MV/s para LBL com 5, 10 e 20 bicamadas. (b) Curva de absorbância de Filme casting de POMA e de PTAA e LBL com diferentes números de bicamadas (N) depositados em substrato de vidro.
A Figura 1a mostra o perfil potenciodinâmico de um filme LBL de POMA-PTAA. São observados 2 pares redox reversíveis. O segundo par redox do filme desloca-se para potenciais mais positivos com o aumento do número de bicamadas. Além disso, ocorre um aumento de corrente em decorrência do aumento do numero de bicamadas. A Figura 1b ilustra medidas de absorbância dos filmes casting e LBL. Podemos observar que a curva espectroscópica dos filme LBL possuem duas bandas,sendo a primeira em 427 nm referente a
transição p -p*, e a segunda em 860 nm que está associada às excitações entre os sítios oxidados e reduzidos. Além disso, o aumento da absorbância do filme é proporcional ao aumento do número de bicamadas do mesmo, como seria de se esperar.
Finalmente, ocorre um deslocamento das bandas para comprimentos de onda maiores com o aumento do número de bicamadas.
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20
0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0
Absorbância/u.a.
Tempo /s n1 n 1 0 0 n 4 0 0 n 7 0 0 n1000 a )
0 2 4 6 8 1 0 1 2 1 4 16 1 8
0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0
b )
Absorbância /u.a.
Tempo /s n = 1 n=100 n=400 n=700 n = 1 0 0 0
Figura 2: Curvas de de Absorbância para filmes casting POMA (a) e LBL POMA-PTAA (b), depositados sobre ITO, após (___
) 1, (___
) 100, (___
) 400, , (___
) 600 e (___
) 1000 ciclos galvanostáticos entre -90 µAcm-2 e 90 µAcm-2. ? = 780nm
A Figura 2 apresenta as de absorbância em função do tempo para os filmes de POMA e LBL submetidos a ciclagem galvanostática repetitiva, icat = -90 µAcm-2 e ianod
= 90 µAcm-2.Como pode ser observado, tanto o filmes de POMA como o LBL, apresentam um aumento de absorbância durante a polarização anódica e uma diminuição durante a polarização catódica. Os filmes LBL sofrem um processo de decréscimo continuo da absorbância, embora a variação desta seja praticamente constante durante todas as medidas realizadas. Desta forma, pode se concluir que os filmes estão sofrendo um processo de modificação sem que, por outro lado, o comportamento redox tenha sido alterado significativamente. Para os filmes de POMA, os filmes não sofrem nenhum processo de envelhecimento.
Conclusões
Filmes LBL POMA-PTAA apresentam um comportamento redox similar aquele observado para filmes de POMA. Um segundo pico redox intenso é observado. O comportamento eletrocrômico mostra que o filme LBL sofre mudanças na sua estrutura sem que o processo redox seja significativamente alterado.
Agradecimentos
Capes, CNPq e FAPESP.
i-STRIXINO,F.T.; PEREIRA, Self-Doping Effect in Poly(o- methoxyaniline)/Poly(3-thiopheneacetic acid)
LayerbyLayerFilms,Langmuir,20,37 40 2004
Sociedade Brasileira de Química ( SBQ)
31a Reunião Anual da Sociedade Brasileira de Química
