Made available in DSpace on 2016-08-29T15:35:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_3511_YONIS FORNAZIER FILHO.pdf: 1751555 bytes, checksum: 31f7faa26a87c7ecea8cd5e2bf1fdaf5 (MD5) Previous issue date: 2009-06-10 / Neste trabalho foi feita a síntese e caracterização da polianilina na forma de sal esmeraldina (Pani-ES), utilizando-se anilina e (NH4)2S2O8 em meio ácido à temperatura de 0°C. Obteve-se um polímero sólido, com um rendimento de 60,4% e com massa molecular de 246,13 kg/mol, determinada pela técnica de viscosimetria. Ao polímero sintetizado foram adicionados sais de Fe(II) e Fe(III) para estudar as mudanças nas suas propriedades estruturais, térmicas e de condutividade. As amostras foram estudadas pelas técnicas de análise elementar, espectroscopia no Infravermelho (FTIR), no Ultravioleta-Visível (UV-VIS) e Mössbauer, Difração de Raios-X, MEV, EDS, Análise Térmica (TG e DSC), e medidas de condutividade das soluções de polianilina e resistividade por pressão das amostras poliméricas sólidas. Os resultados, obtidos com o uso destas técnicas experimentais mostraram que os íons Fe(II) interagiram com os nitrogênios benzenóides. Os dados de Mössbauer e resistividade comprovaram essas observações, sugerido que ocorre a formação de um complexo Pani-Fe(II). Por outro lado, os íons Fe(III) adicionados a Polianilina não mostraram interação significativa com a cadeia polimérica. Portanto, foi observado que é possível a interação de íons Fe(II) e Fe(III) com a polianilina na forma sal esmeraldina, sendo mantida suas propriedades condutoras.

Made available in DSpace on 2014-06-12T23:14:57Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo8993_1.pdf: 2950400 bytes, checksum: 22e85ebad0ed18e65dfe07ff3a73864d (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2003 / Este trabalho apresenta um novo material polimérico condutor, a base de polianilina (PANI) na forma de filmes finos, que foi utilizado na confecção de dispositivos com fins dosimétricos. Para o preparo dos dispositivos os filmes foram depositados sobre as superfícies de substratos de poli(metacrilato de matila) (PMMA). Esta deposição foi feita através do espalhamento de uma pasta altamente viscosa e homogênea, contendo poli(ácido acrílico) e agente oxidante (MnO2), sobre as superfícies dos substratos de PMMA (formando uma película). Em seguida o substrato contendo a película foi imerso em uma solução ácida de anilina resultando na formação dos filmes. Os filmes formados por esta nova metodologia de síntese apresentam resistividade elétrica (6 x 102 W. m.), boa resistência mecânica e maior aderência aos eletrodos do sistema, quando comparados com os primeiros dispositivos desenvolvidos. A caracterização foi feita por infravermelho, medidas de condutividade elétrica e pela análise elementar de manganês. Os resultados dos ensaios dosimétricos mostraram: correlação linear (r2 = 0,9928) para variação da resistência elétrica em função da dose de irradiação gama, na faixa de 1000 6000 Gy; erro médio menor que 5%; sensibilidade de resposta; e estabilidade de suas propriedades por três dias antes e após a irradiação. A utilização do compósito PANI/poli(ácido acrílico) como dosímetro, para aplicações em instalações industriais que trabalhem com altas doses de radiação gama, foi estudada e resultou em uma curva de calibração com excelentes resultados. Os dispositivos dosimétricos preparados de acordo com esta nova rota apresentam leitura em tempo real e são de baixo custo. Sendo assim, podem vir a ser utilizados para calibração de fontes radioativas industriais, substituindo com eficácia o dosimetro Fricke (modificado) que vem sendo utilizado neste intervalo de dose

Orientador: Deuber Lincon da Silva Agostini / Resumo: Neste trabalho foram produzidas nanofibras eletrofiadas constituídas de poli(álcool vinílico) (PVA) com poli(3,4-etilenodioxitiofeno):poli(estireno sulfonado) (PEDOT:PSS) (PVA/PEDOT:PSS) e nanofibras de poli(álcool vinílico) (PVA) com polipirrol (PPy) (PVA/PPy) com propriedades elétricas para utilização como sensores de gás. O PVA é um polímero isolante, solúvel em água com elevado peso molecular que lhe confere as características ideais para a produção de nanofibras, sendo este usado como polímero de suporte para os polímeros condutores PEDOT:PSS e PPy. Foram investigados o efeito das diferentes concentrações de PVA na produção das nanofibras eletrofiadas, onde a concentração de 6% apresentou os melhores resultados na formação de nanofibras. Também foram investigados a influência das concentrações de PEDOT:PSS e PPy na estrutura e propriedades das nanofibras eletrofiadas, através da análise morfológica e resistividade elétrica, no qual obteve-se a formação de nanofibras para todas as concentrações. Em seguida as nanofibras foram depositadas em eletrodos interdigitados para a realização das caracterizações elétricas e teste como sensor de gás, no qual comprovou-se a sensibilidade das nanofibras constituídas de condutor/isolante na presença de gás amônia (NH3). / Abstract: In this work were produced electrospunnanofibers of polyvinyl alcohol (PVA) with poly(3,4-ethylenedioxythiophene):poly(sulfonated styrene) (PEDOT:PSS) (PVA/PEDOT:PSS) and poly(vinyl alcohol) nanofibers (PVA) with polypyrrole (PPy) (PVA/PPy) with electrical properties for use as gas sensors. PVA is a high molecular weight water soluble insulating polymer which gives it the ideal characteristics for the production of nanofiber, which is used as a support polymer for the PEDOT:PSS and PPy conductive polymers. It wasinvestigated the effect of different PVA concentrations on the production of electrospunnanofibers, where the 6% concentration showed the best results in the formation of nanofibers. The influence of PEDOT:PSS and PPy concentrations on the structure and properties of nanofibers was also investigated, through morphological analysis and electrical resistivity, which obtained the formation of nanofibers for all concentrations. Then the nanofibers were deposited on interdigitated electrodes to perform the electrical characterization and test as a gas sensor, which proved the sensitivity of conductor / insulating nanofibers in the presence of ammonia gas (NH3). / Mestre

Os polímeros condutores intrínsecos são materiais isolantes ou semicondutores que, quando submetidos a um processo de dopagem, passam a apresentar condutividade próxima à metálica. Dentre os polímeros condutores sintetizados mais estudados está a poli(anilina), (PANI), que apesar de ter sido sintetizada pela primeira vez há aproximadamente 150 anos, continua sendo objeto de estudo de muitos grupos de pesquisa por todo o mundo até hoje. Apesar das características atrativas da PANI (facilidade de preparação e dopagem, estabilidade química e baixo custo), ela é categorizada como um material insolúvel e infusível em condições normais, o que dificulta sua processabilidade e aplicabilidade. Em vista dessas características indesejáveis, muitos derivados da PANI, tais como PANIs substituídas, copolímeros e blendas, são preparados em busca de novos materiais mais solúveis e processáveis. A obtenção do PPSA, um copolímero alternado da PANI e do PPS, mostrou-se atraente devido à possibilidade desse material poder apresentar as propriedades desejáveis de ambos os homopolímeros, juntamente com uma maior solubilidade. Nesta tese, apresentar-se-á a preparação desse polímero bem como sua respectiva caracterização espectroscópica e térmica e a determinação da massa molecular pela técnica de espalhamento de luz. Um estudo do comportamento eletroquímico por voltametria cíclica combinada com técnicas \"in situ\": espectroscopia Raman Ressonante, UV-Visível e por microbalança eletroquímica a cristal de quartzo também será mostrado. / The intrinsic conducting polymers are insulating or semi-conducting materials that show conductivities similar to metals when submitted to a doping process. Polyaniline (PANI), synthesized for the first time 150 years ago, is still the subject of research of many groups in the world, being one of the most studied conductive polymers. Besides its attractive properties (easy synthesise and doping, chemical stability and low cost), PANI is an insoluble and infusible material in normal conditions, what makes its processability and applicability very difficult. In order to overcome these difficulties, many PANI derivatives, such as substituted PANIs, copolymers and blends have been prepared, searching for more soluble materials and processible. PPSA, an alternate copolymer of PANI and PPS, is an attractive alternative because this material can show interesting properties of both homopolymers, together with a higher solubility. In this thesis it will be shown the preparation of this copolymer, as well as its spectroscopic and thermal characterization, and the determination of its molar mass by light scattering. The electrochemical behavior, studied by cyclic voltammetry combined with \"in situ\" techniques such as Raman resonant spectroscopy, UV-VIS and electrochemical quartz crystal microbalance, will also be shown.

Os polímeros condutores intrínsecos são materiais isolantes ou semicondutores que, quando submetidos a um processo de dopagem, passam a apresentar condutividade próxima à metálica. Dentre os polímeros condutores sintetizados mais estudados está a poli(anilina), (PANI), que apesar de ter sido sintetizada pela primeira vez há aproximadamente 150 anos, continua sendo objeto de estudo de muitos grupos de pesquisa por todo o mundo até hoje. Apesar das características atrativas da PANI (facilidade de preparação e dopagem, estabilidade química e baixo custo), ela é categorizada como um material insolúvel e infusível em condições normais, o que dificulta sua processabilidade e aplicabilidade. Em vista dessas características indesejáveis, muitos derivados da PANI, tais como PANIs substituídas, copolímeros e blendas, são preparados em busca de novos materiais mais solúveis e processáveis. A obtenção do PPSA, um copolímero alternado da PANI e do PPS, mostrou-se atraente devido à possibilidade desse material poder apresentar as propriedades desejáveis de ambos os homopolímeros, juntamente com uma maior solubilidade. Nesta tese, apresentar-se-á a preparação desse polímero bem como sua respectiva caracterização espectroscópica e térmica e a determinação da massa molecular pela técnica de espalhamento de luz. Um estudo do comportamento eletroquímico por voltametria cíclica combinada com técnicas \"in situ\": espectroscopia Raman Ressonante, UV-Visível e por microbalança eletroquímica a cristal de quartzo também será mostrado. / The intrinsic conducting polymers are insulating or semi-conducting materials that show conductivities similar to metals when submitted to a doping process. Polyaniline (PANI), synthesized for the first time 150 years ago, is still the subject of research of many groups in the world, being one of the most studied conductive polymers. Besides its attractive properties (easy synthesise and doping, chemical stability and low cost), PANI is an insoluble and infusible material in normal conditions, what makes its processability and applicability very difficult. In order to overcome these difficulties, many PANI derivatives, such as substituted PANIs, copolymers and blends have been prepared, searching for more soluble materials and processible. PPSA, an alternate copolymer of PANI and PPS, is an attractive alternative because this material can show interesting properties of both homopolymers, together with a higher solubility. In this thesis it will be shown the preparation of this copolymer, as well as its spectroscopic and thermal characterization, and the determination of its molar mass by light scattering. The electrochemical behavior, studied by cyclic voltammetry combined with \"in situ\" techniques such as Raman resonant spectroscopy, UV-VIS and electrochemical quartz crystal microbalance, will also be shown.

O objetivo sintético do presente trabalho é a síntese, caracterização e aplicação do polímero conjugado inédito de baixa Egap, poli(9,9-n-dioctil-2,7-fluorenilenovinilenoalt- 4,7-dibenzotiadiazol-2,5-tiofeno) (PF-BTB). A rota sintética proposta envolve 10 passos, dentre os quais destacam-se reações como a de Wittig e acoplamentos de paládio (Stille e Heck). A caracterização da molécula envolveu as técnicas de RMN de 1H, espectroscopias de infravermelho, UV-VIS e fluorescência, voltametria cíclica, análises térmicas (TGA e DSC) e cromatografia por permeação em gel. A primeira aplicação do polímero se deu na construção de um nariz eletrônico capaz de identificar com ótima precisão três variedades de tabaco (Burley, Flue Cured e Oriental), além de oito diferentes marcas comerciais de cigarro. Esses estudos, além da aplicação prática, serviram para mostrar a eficiência de um tipo novo de sensor para narizes eletrônicos, composto por um mesmo polímero condutor dopado com diferentes porfirinas, denominado sensor híbrido. Por fim, filmes finos do polímero PF-BTB, depositados sobre eletrodos de ouro, tiveram suas propriedades magnetorresistivas testadas em diferentes condições, apresentando valores maiores que 40%, o que é considerado muito alto para esse tipo de fenômeno em filmes poliméricos. / The aim of this work is the synthesis, characterization and application of a novel low Egap conjugated polymer, poly(9,9-n-octyl-2,7-fluorenevinylene-alt-4,7- benzothiadiazole-2,5-thiophene) (PF-BTB). The synthetic pathway comprises 10 steps, involving reaction such as Wittig\'s and palladium cross-couplings (Heck\'s and Stille\'s). The molecule was characterized by the following techniques: 1H NMR, spectroscopic analyses (FTIR, UV-VIS and fluorescence spectroscopy), cyclic voltammetry, thermal analyses (TGA and DSC) and gel permeation chromatography. The polymer was first used to build an electronic nose, which successfully identified three tobacco types (Burley, Flue Cured and Oriental) with high accuracy. The same system could also identify eight different cigarette brands. Besides this practical application, the experiments were designed to show the power of a new sensor type, composed by a single conductive polymer doped with different porphyrins, a composite sensor. Finally, thin films of PF-BTB deposited onto gold electrodes had their magnetoresistive properties tested under different conditions. The material showed magnetoresistance values higher than 40%, which is considered outstanding for this kind of polymeric films.

O presente trabalho envolveu a eletrossíntese de três polímeros da família dos poli(p-fenilenovinileno)s, PPVs, apresentando como substituintes grupos alcóxi de cadeia longa. Esses polímeros foram caracterizados espectroscopicamente (RMN de 1H, IV e UV/VIS), termicamente (TG), por cromatografia por exclusão de tamanho (SEC), eletronicamente por voltametria cíclica e eletricamente por meio de curvas I x V em dispositivos do tipo sanduíche (metal/polímero/metal). Os polímeros foram utilizados na construção de sensores de gases para avaliação da capacidade sensitiva a vapores orgânicos, mostrando-se promissores para utilização em narizes eletrônicos. Construíram-se, também, dispositivos emissores de luz orgânicos (OLEDs) com utilização desses polímeros como camada ativa, no intuito de se conhecer sua aplicabilidade em dispositivos optoeletrônicos. Para tal, foram feitas determinações de luminância e de eficiência quântica de luminância dos OLEDs construídos. Os dispositivos do tipo sanduíche, os OLEDs e as medidas correspondentes foram realizados em Curitiba, em colaboração com o Prof. Dr. Ivo Alexandre Hümmelgen, líder do Grupo de Dispositivos Optoeletrônicos Orgânicos do Departamento de Física da Universidade Federal do Paraná. / The present work describes the electrosynthesis of three polymers of the poly(p-phenylenevinylene) (PPV) family, having at least one long chain alkoxy group as substituent. These polymers were characterized by spectroscopic analyses (1H NMR, IR and UV-Vis), thermogravimetry (TG), size exclusion chromatography (SEC), cyclic voltammetry and electrically by current vs. potential plots obtained from metal/polymer/metal sandwich devices. The polymers were tested as active layers in gas sensors for organic vapour analyses aimed for future use in electronic noses. The same polymers were also employed in organic light emitting diodes (OLEDs) in which the luminance and the luminance quantum efficiency were measured. Both the sandwich devices and the OLEDs were made in Curitiba with the collaboration of Prof. Ivo Hümmelgen, head of the Group of Organic Optoelectronic Devices at the Physics Department of the Federal University of Paraná (UFPR).

O presente trabalho envolveu a eletrossíntese de três polímeros da família dos poli(p-fenilenovinileno)s, PPVs, apresentando como substituintes grupos alcóxi de cadeia longa. Esses polímeros foram caracterizados espectroscopicamente (RMN de 1H, IV e UV/VIS), termicamente (TG), por cromatografia por exclusão de tamanho (SEC), eletronicamente por voltametria cíclica e eletricamente por meio de curvas I x V em dispositivos do tipo sanduíche (metal/polímero/metal). Os polímeros foram utilizados na construção de sensores de gases para avaliação da capacidade sensitiva a vapores orgânicos, mostrando-se promissores para utilização em narizes eletrônicos. Construíram-se, também, dispositivos emissores de luz orgânicos (OLEDs) com utilização desses polímeros como camada ativa, no intuito de se conhecer sua aplicabilidade em dispositivos optoeletrônicos. Para tal, foram feitas determinações de luminância e de eficiência quântica de luminância dos OLEDs construídos. Os dispositivos do tipo sanduíche, os OLEDs e as medidas correspondentes foram realizados em Curitiba, em colaboração com o Prof. Dr. Ivo Alexandre Hümmelgen, líder do Grupo de Dispositivos Optoeletrônicos Orgânicos do Departamento de Física da Universidade Federal do Paraná. / The present work describes the electrosynthesis of three polymers of the poly(p-phenylenevinylene) (PPV) family, having at least one long chain alkoxy group as substituent. These polymers were characterized by spectroscopic analyses (1H NMR, IR and UV-Vis), thermogravimetry (TG), size exclusion chromatography (SEC), cyclic voltammetry and electrically by current vs. potential plots obtained from metal/polymer/metal sandwich devices. The polymers were tested as active layers in gas sensors for organic vapour analyses aimed for future use in electronic noses. The same polymers were also employed in organic light emitting diodes (OLEDs) in which the luminance and the luminance quantum efficiency were measured. Both the sandwich devices and the OLEDs were made in Curitiba with the collaboration of Prof. Ivo Hümmelgen, head of the Group of Organic Optoelectronic Devices at the Physics Department of the Federal University of Paraná (UFPR).

O objetivo sintético do presente trabalho é a síntese, caracterização e aplicação do polímero conjugado inédito de baixa Egap, poli(9,9-n-dioctil-2,7-fluorenilenovinilenoalt- 4,7-dibenzotiadiazol-2,5-tiofeno) (PF-BTB). A rota sintética proposta envolve 10 passos, dentre os quais destacam-se reações como a de Wittig e acoplamentos de paládio (Stille e Heck). A caracterização da molécula envolveu as técnicas de RMN de 1H, espectroscopias de infravermelho, UV-VIS e fluorescência, voltametria cíclica, análises térmicas (TGA e DSC) e cromatografia por permeação em gel. A primeira aplicação do polímero se deu na construção de um nariz eletrônico capaz de identificar com ótima precisão três variedades de tabaco (Burley, Flue Cured e Oriental), além de oito diferentes marcas comerciais de cigarro. Esses estudos, além da aplicação prática, serviram para mostrar a eficiência de um tipo novo de sensor para narizes eletrônicos, composto por um mesmo polímero condutor dopado com diferentes porfirinas, denominado sensor híbrido. Por fim, filmes finos do polímero PF-BTB, depositados sobre eletrodos de ouro, tiveram suas propriedades magnetorresistivas testadas em diferentes condições, apresentando valores maiores que 40%, o que é considerado muito alto para esse tipo de fenômeno em filmes poliméricos. / The aim of this work is the synthesis, characterization and application of a novel low Egap conjugated polymer, poly(9,9-n-octyl-2,7-fluorenevinylene-alt-4,7- benzothiadiazole-2,5-thiophene) (PF-BTB). The synthetic pathway comprises 10 steps, involving reaction such as Wittig\'s and palladium cross-couplings (Heck\'s and Stille\'s). The molecule was characterized by the following techniques: 1H NMR, spectroscopic analyses (FTIR, UV-VIS and fluorescence spectroscopy), cyclic voltammetry, thermal analyses (TGA and DSC) and gel permeation chromatography. The polymer was first used to build an electronic nose, which successfully identified three tobacco types (Burley, Flue Cured and Oriental) with high accuracy. The same system could also identify eight different cigarette brands. Besides this practical application, the experiments were designed to show the power of a new sensor type, composed by a single conductive polymer doped with different porphyrins, a composite sensor. Finally, thin films of PF-BTB deposited onto gold electrodes had their magnetoresistive properties tested under different conditions. The material showed magnetoresistance values higher than 40%, which is considered outstanding for this kind of polymeric films.

O objetivo principal deste trabalho foi a formação de um material que possa responder aos estímulos pH e elétrico na liberação controlada de fármaco. Assim, hidrogéis condutores foram obtidos pela combinação do hidrogel de ácido acrílico com o polímero condutor polipirrol. O polipirrol foi eletroquimicamente polimerizado no interior do hidrogel e o material obtido (AA-PPi) conservou a propriedade de intumescimento que é característico dos hidrogéis e a eletroatividade, dos polímeros condutores. Além disso, o grau de intumescimento variou com a força iônica e pH. A liberação da safranina pelo hidrogel de AA-PPi foi estudada combinando os estímulos de pH e potencial e o resultado mais interessante foi a obtenção do perfil cuja velocidade de liberação foi constante, indicando uma cinética de ordem zero. Liberação do tipo liga-desliga foi estudada com o intuito de verificar se o AA-PPi pode ser controlado por pH e/ou potencial elétrico. Foi observado que dependendo da combinação de pH e potencial, o hidrogel pode ser controlado, por variação de pH ou de potencial elétrico. Outro hidrogel sintetizado foi o do hidrogel de AA contendo o poli(3,4-etilenodioxitiofeno):poli(estireno sulfonado), este por sua vez foi polimerizado quimicamente. Porém os resultados preliminares indicaram incompatibilidade entre os dois polímeros / The aim of this work was to obtain a material that can respond to both pH and potential stimuli for drug release. Thus, eletroactive hydrogels were synthesized by the combination of the properties of acrylic acid hydrogels with the conducting polymer polypyrrole. The polypyrrole was electrochemically polymerized into the hydrogel (AA-PPi), and the material retained the swelling properties that is characteristic of hydrogels and electroactivity of conducting polymers. Furthermore, the degree of swelling varied with the ionic strength and pH. The safranin release by AA-PPi was mensured under the combination of pH and potential stimuli and the most interesting result was obtained from the linear profile indicating a zero-order kinetics. On-off release profile was studied in order to verify if the AA-PPi can be controled by pH and/or electric potential. Depending on the combination of pH or electrochemical potential, the hydrogel had pH or electrochemical control. Other hydrogel synthesized was from AA hydrogel containing poly(3,4- ethylenedioxythiophene):polystyrene sulfonate, this, in other hand, was chemically polymerized. However, preliminary results indicate incompatibility between the two polymers