Síntese de eletrólitos poliméricos baseados em blendas poliméricas de POE/NaAlg modificadas com LiClO4

A investigação de blendas poliméricas modificadas com sais tem sido uma área alternativa no campo da pesquisa de novos materiais. As blendas modificadas podem apresentar propriedades mecânicas, térmicas e elétricas melhores em relação aos polímeros puros e as blendas, além do baixo custo em sua obte...

Nível de Acesso:openAccess
Publication Date:2017
Main Author: Lima, Elias Januário de
Orientador/a: Silva, Djalma Ribeiro da
Co-advisor: Cavalcante, Maria Gorette
Format: Tese
Language:por
Programa: PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM QUÍMICA
Assuntos em Portugês:
Áreas de Conhecimento:
Online Access:https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/25223
Citação:LIMA, Elias Januário de. Síntese de eletrólitos poliméricos baseados em blendas poliméricas de POE/NaAlg modificadas com LiClO4. 2017. 98f. Tese (Doutorado em Química) - Centro de Ciências Exatas e da Terra, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2017.
Resumo Português:A investigação de blendas poliméricas modificadas com sais tem sido uma área alternativa no campo da pesquisa de novos materiais. As blendas modificadas podem apresentar propriedades mecânicas, térmicas e elétricas melhores em relação aos polímeros puros e as blendas, além do baixo custo em sua obtenção. A utilização destes sistemas poliméricos, modificados com saís de lítio, têm sido aplicados como eletrólitos em dispositivos eletroquímicos. No presente trabalho de pesquisa foi realizado o estudo das membranas baseadas nas blendas de poli(óxido de etileno) (POE) e alginato de sódio (NaAlg) (POE:NaAlg) modificadas com perclorato de lítio (LiClO4) obtendo-se eletrólitos poliméricos sólidos, POE:NaAlg:LiClO4, com condutividade iônica considerável para esses sistemas, em temperatura ambiente. A caracterização estrutural, química, morfológica e elétrica das membranas foi realizada por difração de raios X (DRX), espectroscopia na região de infravermelho no modo de reflectância total atenuada (FTIR-ATR), microscopia eletrônica de varredura (MEV), calorimetria exploratória diferencial (DSC), termogravimetria (TG/DTG) e espectroscopia de impedância eletroquímica (EIE). Os dados obtidos por DSC, FTIR, DRX e MEV mostraram que a cristalinidade total do sistema foi reduzida em função da composição da blenda, reduzindo proporcionalmente com o aumento da razão do NaAlg nas membranas. Além disso, os dados obtidos por FTIR-ATR mostraram a ocorrência de interação física entre os polímeros. A partir da caracterização por impedância eletroquímica foi observado que o comportamento elétrico das membranas em diferentes proporções poliméricas foi alterado em relação às diferentes proporções poliméricas. Enquanto, ao adicionar o sal foi observado leve variação em suas propriedades elétricas. Entre os sistemas estudados a membrana P20 apresentou condutividade iônica melhor em relação às demais, com = 9,45x10-6 S.cm-1 e foi observado nesta mesma proporção, que ao adicionar o sal (P20S), a condutividade iônica muda para = 2,45x10-5 S.cm-1. Portanto, entre todas as membranas analisadas, a que apresentou maior condutividade iônica foi a P20S.
The study of salt-modified polymer blends has been an alternative in the research of new materials. Modified blends can exhibit better mechanical, thermal and electrical properties compared to pure polymers and blends, in addition to low acquisition cost. These lithium salt-modified polymer systems have been applied as electrolytes in electrochemical devices. The present investigation involved the study of membranes based on poly (ethylene oxide) (PEO) and sodium alginate (NaAlg) blends (PEO:NaAlg) modified with lithium perchlorate (LiClO4), obtaining solid polymer electrolytes (PEO:NaAlg:LiClO4) with considereable ionic conductivity for these systems, at ambient temperature. Structural, chemical, morphological and electrical characterization was conducted by X-ray diffraction (XRD), attenuated total reflectance Fourier transform infrared (ATR-FTIR) spectroscopy, scanning electronic microscopy (SEM), differential scanning calorimetry (DSC), thermogravimetry/derivative thermogravimetry (TG/DTG) and electrochemical impedance spectroscopy (EIS). The data obtained by DSC, FTIR, XRD and SEM showed that total system crystallinity decreased as a function of blend composition, declining proportionately with an increase in the NaAlg ratio in the membranes. Moreover, the data obtained by ATR-FTIR revealed physical interaction between the polymers. Electrochemical impedance characterization demonstrated that the electrical behavior of the membranes at different polymer proportions changed in relation to the different polymer ratios. The addition of salt resulted in a slight variation in their electrical properties. Of the different systems studied, the P20 membrane exhibited the best ionic conductivity, with = 9.45x10-6 S.cm-1, and at the same proportion, after adding salt (P20S), it changed to = 2.45x10-5 S.cm-1. Thus, the best ionic conductivity of all the membranes analyzed was observed in P20S.