Modificação de nanofibrilas de celulose com polianilina para utilização em eletrônicos flexíveis visando à melhoria de suas propriedades elétricas

• Ano de defesa: 2016
• Autor(a) principal: Silva, Luiz Eduardo
• Orientador(a): Tonoli, Gustavo Henrique Denzin
• Banca de defesa: Ugucioni, Júlio César, Soares, Vássia Carvalho
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Lavras
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia da Madeira
• Departamento: Departamento de Ciências Florestais
• País: brasil
• Palavras-chave em Português: Celulose – Polimerização; Polianilina – Polimerização; Dielétricos – Filmes; Aparelhos e materiais eletrônicos; Cellulose – Polymerization; Polyaniline – Polymerization; Dielectrics – Films; Electronic apparatus and appliance
• Área do conhecimento CNPq: Materiais Dielétricos e Propriedades Dielétricas
• Link de acesso: https://repositorio.ufla.br/handle/1/12250

Nas últimas décadas, o uso de produtos biodegradáveis em produtos eletrônicos tem sido extensamente estudado. A celulose é um polímero degradável isolante com alto potencial pelo seu caráter dielétrico. A polianilina (PANI) é um polímero que possui características resistivas e capacitivas quando dopada. O objetivo deste estudo foi a fabricação de filmes nanofibrilas de celulose modificada com PANI, por meio de polimerização in situ, para o uso como material dielétrico. Como fonte de celulose, foi utilizada fibra de polpa comercial com comprimento médio de 0,81 ± 0,01 mm e diâmetro médio de 15,9 ± 0,3 μm. A composição total da polpa foi de 86,3 % de celulose, 12,9 % de hemiceluloses e 0,8 % de extrativos e cinzas. As nanofibrilas foram obtidas por desfibrilação mecânica com rotação de 1500 rpm e amperagem entre 4 e 6 A. Para a polimerização, foram utilizados ácidos cítrico e clorídrico, com a concentração de ambos os ácidos em 0,1 M; 0,5 M; 1,0 M e 2,0 M. A solução obtida foi filtrada e seca com prensagem por placas em estufa a 50°C por 24 h. Os filmes obtidos possuíram morfologia homogênea sem que houvesse a separação de fase entre a celulose e a PANI. Os filmes com maior concentração dos ácidos eram de um caráter hidrofílico superior aos demais, evidenciado pelas bandas de maior frequência dos espectros de FTIR. Não houve diferenças quanto à cor entre os filmes de nanofibrilas e PANI. Os filmes dopados com HCl 1,0 e 2,0 M apresentaram valores superiores de capacitância e constante dielétrica devido a melhor dopagem da polianilina, maior densidade e umidade presente nos filmes em condições ambiente. A técnica de espectroscopia de impedância eletroquímica (EIS) foi inconclusiva devido a uma adesão inadequada dos filmes. Os circuitos equivalentes derivados da técnica de EIS mostraram diminuição da resistência do filme (Rs) e da transferência de carga (Rct) o que auxiliou o comportamento capacitivo dos filmes. Portanto, em virtude de seus maiores valores de constante dielétrica e resposta mediante umidade, os filmes dopados com ácido clorídrico, em maiores concentrações, foram os mais aptos à utilização em eletrônicos.