A obtenção de blendas condutoras a base de água, ainda é pouco explorada e apresenta uma interessante alternativa ao uso de compostos poluentes como os cromatos na proteção à corrosão metálica. Os polímeros condutores apresentam propriedades anti-corrosivas e podem ser processados em meio aquoso, eliminando o uso de solventes orgânicos altamente tóxicos e agressivos para o meio ambiente. O presente trabalho consiste no estudo da proteção da corrosão metálica por revestimento de filmes de blendas contendo Poli(anilina) (PANI). As blendas foram obtidas à partir da mistura de uma suspensão aquosa de PANI com uma dispersão aquosa de Poli(metil metacrilato). O uso de técnicas como potencial zeta, espalhamento de luz dinâmico, análise térmica e microscopia eletrônica de varredura permitiram a caracterização da mistura homogênea obtida. Medidas através do método da sonda de quatro pontas mostraram que as blendas apresentam condutividade mesmo com baixas quantidades de PANI e a técnica de espectroscopia Raman mostrou a presença da forma condutora deste polímero nos filmes das blendas. Técnicas como microscopia óptica, potencial a circuito aberto, voltametria linear e espectroscopia de impedância eletroquímica permitiram avaliar a proteção à corrosão de eletrodos metálicos de ferro, cobre e níquel recobertos com filmes das blendas de PANI em diferentes meios corrosivos. As blendas mostraram eficiência contra a corrosão e apresentam-se como um novo material não poluente para a proteção à corrosão metálica. / The development of water-based conducting blends has not yet been very much explored and it presents itself as an interesting alternative to the use of polluting compounds such as chromates in the protection of metals from corrosion. The conducting polymers present anti-corrosion properties and can be processed in aqueous medium, eliminating the use of organic solvents, which are highly toxic and threatening to the environment. This thesis is based on the study of protection from metallic corrosion using poly(aniline) (PANI) coating blends. The blends have been obtained by mixing a PANI aqueous suspension with a poly(methyl metacrylate) aqueous dispersion. Techniques such as zeta potential, dynamic light scattering, thermal analysis and scanning electronic microscopy allowed the characterization of the homogeneous mixture obtained. Measurements carried out by the four-point probe method showed that the blends present conductivity even despite low PANI quantities. In addition, the Raman spectroscopy technique showed the presence of the conducting form of this polymer on the blend films. Techniques such as optical microscopy, open-circuit potential, linear voltammetry and impedance spectroscopy allowed the evaluation of the corrosion protection of the iron, copper, and nickel metallic electrodes coated with PANI blend films in different corrosives mediums. The blends showed efficiency against corrosion and they are therefore a new environmentally friendly material for metallic corrosion protection.

La presente tesis es el resultado del estudio de la síntesis de compuestos de polianilina (PAni) con nanoestructuras de carbono para su aplicación en músculos artificiales y electrodos de supercondensadores. Las nanoestructuras que se emplearon en los compuestos de PAni son nanotubos de carbono multicapa (MWCNT), nanotubos de carbono multicapa dopados con nitrógeno (CNx-MWCNT), nanotubos de carbono multicapa funcionalizados con grupos oxigenados (COx-MWCNT) nanotubos de carbono multicapa exfoliados (exMWCNT), nanofibras de carbono de listones grafíticos helicoidales (HR-CNF) y óxido de grafeno (GO). Antes de abordar el trabajo experimental, se ha llevado a cabo una revisión bibliográfica acerca del estado del arte de la PAni, las nanoestructuras de carbono empleadas, los compuestos de PAni y la utilización de estos materiales como músculos artificiales y electrodos de supercondensadores. Más adelante se muestran y discuten los resultados experimentales de la síntesis de los compuestos de PAni mediante un método mecánico, al principio (utilizando únicamente MWCNTs y CNx como cargas), y después utilizando la polimerización interfacial in situ. Se analiza la dispersión de las cargas en la matriz polimérica así como su efecto en la conductividad eléctrica de los compuestos. En la sección correspondiente al empleo de los compuestos de PAni como músculos artificiales se describe la construcción de actuadores lineales (constituidos de polvos de compuestos aglomerados con acetato de polivinilo) y actuadores flexionantes bicapa (de compuestos procesados con N-metil-2-pirrolidona) así como el efecto de cada nanoestructura de carbono en el accionamiento de estos dispositivos. Además de los experimentos de accionamiento, a las películas de compuestos de PAni (procesada con NMP) se les realizó una caracterización termomecánica. En el capítulo siguiente se discuten los resultados experimentales sobre la utilización de películas de compuestos de PAni (procesadas con NMP) como electrodos de supercondensadores. Además de las pruebas de voltamperometría cíclica y de carga/descarga (típicas en aplicaciones electroquímicas) se realizó una caracterización termogravimétrica a los compuestos junto a una caracterización termomecánica. Se describe con detalle el efecto de las nanoestructuras de carbono en las propiedades electroquímicas y mecánicas de los electrodos de compuestos de PAni. Las conclusiones más importantes se compendian en un capítulo al final de esta memoria. La bibliografía empleada se lista al final de cada capítulo.

El primer objetivo de este trabajo consiste en poner de relevancia como la sulfonación de la polianilina (PANI) tiene implicaciones profundas que afectan al material a todos los niveles, desde niveles microscópicos: mecanismos que rigen la oxidación/reducción, el dopado/desdopado del polímero; hasta un nivel macroscópico evaluando propiedades tales como la solubilidad y la conductividad eléctrica. Para ello se realizan estudios electroquímicos con el pH y la fuera iónica, sobre PANI sulfonada (SPAN) electro-generada, y seguidamente se emplean técnicas espectro-electroquímicas (UV-Vis-NIR, FTIR y EPR in situ). Posteriormente se estudia sobre la SPAN generada químicamente la influencia del grado de sulfonación en las propiedades macroscópicas más relevantes. En los siguientes capítulos se abordan investigaciones relacionadas con potenciales aplicaciones de la PANI auto-dopada. Los temas son dispares: i) la detección de indicadores fisiológicos en biomedicina y ii) la preparación de catalizadores para aplicaciones en reactores con fines energéticos. En ambos casos la aproximación es similar, el polímero presenta propiedades óptimas de conductividad y estabilidad para constituir una matriz donde inmovilizar un componente/fase catalíticamente activa y ejercer además como eficiente colector de corriente. En el presente trabajo de investigación se ahonda en dicha posibilidad desde una premisa clara, hallar unas condiciones de preparación que respeten al máximo la integridad del polímero.

Esta Tesis está dividida en tres partes, cuyo contenido se describe brevemente a continuación. En la primera parte se realiza un estudio detallado de la voltamperometría de polímeros conductores (Cap. II), teniendo en cuenta la existencia de corrientes capacitivas (Cap. III), y el modelado de la componente faradaica para dar cuenta de la respuesta voltamperométrica total (Cap. IV) antes de arribar al tratamiento de los datos experimentales provenientes de los experimentos de envejecimiento (Cap. II) a la luz del modelo desarrollado (Cap. V). En la segunda parte de esta Tesis se estudia el proceso de envejecimiento por otras técnicas electroquímicas y espectroelectroquímicas. Estos estudios incluyen el análisis del estado reducido de la polianilina por Espectroscopia de Impedancia Electroquímica (Cap. VI) y los cambios sufridos en los espectros de impedancia durante el envejecimiento. También se estudian las modificaciones espectrales UV-vis a través de medidas de espectrofotometría de absorción con potencial aplicado de películas de distintos polímeros conductores sobre electrodos ópticamente transparentes (Cap. VII). Y, finalmente, se estudian los espectros de emisión de fluorescencia de películas de poli-otoluidina sobre electrodos de Au y sus modificaciones con el potencial aplicado y durante el envejecimiento (Cap. VIII). La tercera y última parte de esta Tesis se dedica al estudio teórico y experimental del acoplamiento entre los fenómenos de enlace de electrones (rédox) y de enlace de protones (ácido-base) en polímeros electroactivos. Se desarrolla un modelo termodinámico estadístico para tener en cuenta los acoplamientos y se extiende el concepto de enlace a las reacciones rédox (Cap. IX). Finalmente, se presentan resultados experimentales que dan cuenta de la variación de las distribuciones de potenciales formales de polianilina con el pH y su interpretación en términos del modelo (Cap. X). El acoplamiento de enlaces de electrones y de protones también se estudia a través de la titulación ácido-base de polianilina a diferentes potenciales aplicados cuyos resultados se interpretan sobre la base del modelo termodinámico estadístico. Si bien en cada uno de los capítulos se comentan algunas conclusiones parciales, el Cap. XI está dedicado a las conclusiones más importantes así como también a las posibles perspectivas futuras de este trabajo.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:23:29Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2007-05-14Bitstream added on 2014-06-13T19:50:15Z : No. of bitstreams: 1 silva_gs_me_bauru.pdf: 675573 bytes, checksum: 50fa95588cf3abdf7e9af02e4024a2e2 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Este trabalho visa à obtenção e caracterização de tecidos e compósitos condutores de eletricidade obtidos a partir de borracha natural e tecidos de algodão tratados com polianilina (PANI). Os tecidos condutores de eletricidade foram obtidos introduzindo-se amostras do tecido de algodão no meio reacional da síntese química convencional da PANI. Este tecido, tratado com PANI, também foi recoberto com borracha natural e submetido à prensagem a quente, formando o compósito polimérico denominado BN/TC. Esse recobrimento protege o tecido condutor de agentes externos que podem danificá-lo (por exemplo, a exposição em meios básicos) provocando uma diminuição na condutividade elétrica. Para a caracterização dos materiais e amostras foram utilizadas as técnicas de análise termogravimétrica (TG), calorimetria exploratória diferencial (DSC), espectroscopia no infravermelho (FTIR) e microscopia eletrônica de varredura (MEV), análise dinâmico-mecânica (DMA), ensaio mecânico (tensão x deformação) e medidas elétricas. Os tecidos de algodão tratados com PANI apresentaram boa condutividade elétrica... / This work aims to prepare and characterize electrically conductive cotton and composites obtained from natural rubber and cotton fabric treated with polyaniline (PANI). The conductive composite was produced introducing cotton fabric samples in the solution of the conventional PANI chamical synthesis. The fabric treated with PANI (CF), was also covered with natural rubber and submitted to a pressure under heating during a short time, forming a composite denominated as NR/CF. Rubber coating protects the conductive fabric from external agents such as an alkaline media impeding the electric conductivity of the fabric to decrease. The characterization of the samples was made using the following techniques: thermogravimetry (TG), differential scanning calorimetry (DSC), attenuated total reflection Fourier transform infrared (ATR-FTIR) spectroscopy, scanning electronic microscopy (SEM), dynamic-mechanical analysis (DMA), mechanic test (stress x strain) and electric conduction measurements. The treated cotton fabric show a uniform deposition of the PANI and presents a good electric conductivity... (Complete abstract click electronic access below)

Os revestimentos poliméricos podem atuar como uma barreira física entre os íons agressivos e o substrato metálico. Porém, uma exposição prolongada pode causar danos ao revestimento polimérico, conduzir a uma redução contínua do efeito barreira e por consequência a perda da proteção contra a corrosão. A utilização de nano materiais pode atuar aumentando o efeito barreira, proporcionando um aumento no caminho de difusão dos íons agressivos e água até o substrato metálico. Nanopartículas de celulose apresentam elevada cristalinidade e razão de aspecto, excelentes propriedades mecânicas e são proveniente de fonte renovável. Por outro lado, a polianilina (PAni) vem sendo utilizada em revestimentos devido a elevação do potencial de corrosão dos aços devido o seu comportamento redox que proporciona a formação de uma camada de óxidos estável no substrato metálico. A aderência do revestimento polimérico é fundamental para que este possa atuar como revestimento protetor contra a corrosão. Com isso, um pré-tratamento superficial a base de ácido hexafluorzircônico e a utilização de organosilanos na resina epóxi, podem ser utilizados melhorando as propriedades de proteção contra a corrosão e de aderência. O objetivo deste estudo consistiu na obtenção de nanowhiskers de celulose (CNW) por moagem ultrafina através da celulose microcristalina (MCC) para posterior utilização em revestimento polimérico a base de resina epóxi. A CNW foi utilizada funcionalizada ou não com PAni SE (polianilina na forma condutora – sal de esmeraldina) em comparação a MCC nas mesmas condições. Foi avaliada a incorporação de silano aminopropiltrietoxisilano (APS) na resina epóxi e a utilização de uma camada de conversão de zircônia (Zr) aplicada ao substrato metálico. Os revestimentos poliméricos foram avaliados quanto a propriedades mecânicas e à proteção contra a corrosão. As imagens da microscopia de transmissão (TEM) mostram que é possível a obtenção da CNW por meio do processo de moagem, apresentando melhor estabilidade térmica em comparação a MCC. Os revestimentos poliméricos utilizando o silano APS e a camada de conversão de Zr apresentaram as melhores propriedades físicas e mecânicas. A interação entre a carga de reforço, a resina epóxi e a superfície metálica é um fator determinante na eficiência do revestimento polimérico, pois de acordo com a análise de migração subcutânea, a superfície do aço carbono, após 1000 h de exposição, não apresentou corrosão superficial. Com relação à proteção contra a corrosão, quando incorporado a CNW funcionalizada com PAni SE ao revestimento epóxi com APS e a camada de Zr, este apresentou os melhores resultados como constatado nas análises de névoa salina e espectroscopia de impedância eletroquímica (EIS). / Polymeric coatings can act as a physical barrier between the aggressive ions and the metal substrate. However, prolonged exposure can cause damage to the polymer coating and conduct to a continuous reduction in the barrier effect and result in the loss of protection against corrosion. The use of nanomaterials may act by increasing the barrier effect and providing an increased diffusion path of aggressive ions and water to the metal substrate. Cellulose nanoparticles have high crystallinity and aspect ratio, excellent mechanical properties and are derived from renewable sources. On the other hand polyaniline (PAni) has been used in coatings due to the increase of the corrosion potential of the steel due to redox behavior that results in the formation of a stable oxide layer on the metallic substrate. The adhesion of the polymeric coating is essential so that it can act as a protective coating against corrosion. With this, a superficial pre-treatment based on hexafluorzircônico acid and the use of organosilanes in the epoxy resin, can be used to improve the protection against corrosion properties and adhesion. The objective of this study was to obtain cellulose nanowhiskers (CNW) for ultrafine grinding through microcrystalline cellulose (MCC) for subsequent use in the polymer coating based on epoxy resin. The CNW was used functionalized or not with PAni SE (polyaniline in the conductive form - emeraldine salt) compared with MCC under the same conditions. The incorporation of silane aminopropyltriethoxysilane (APS) was evaluated in the epoxy resin and the use of a zirconia conversion layer (Zr) applied to the metal substrate. The polymeric coatings were evaluated for mechanical properties and corrosion protection. Transmission microscopy (TEM) show that obtaining the CNW through the ultrafine grinding process is possible, resulting in better thermal stability compared with MCC. Polymeric coatings using APS silane and Zr conversion coating had the best physical and mechanical properties. The interaction between the reinforcing filler, the epoxy resin and the metal surface is a determining factor in the efficiency of the polymeric coating, because according to the subcutaneous migration analysis, carbon steel surface after 1000 h of exposure, showed no corrosion superficial. With regard to protection against corrosion, when incorporated CNW functionalized with PAni SE to epoxy coating with APS and the Zr layer, showed the best results as found in salt spray tests and electrochemical impedance spectroscopy (EIS).

Dissertação (mestrado) - Universidade Fderal de Santa Catarina, Centro Tecnologico, Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais, Florianópolis, 2010 / Made available in DSpace on 2012-10-25T08:26:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 284326.pdf: 2396405 bytes, checksum: a12229a2f1a866e812dc2e91e274f5e7 (MD5) / A obtenção de materiais poliméricos com a combinação das propriedades de polímeros de engenharia e propriedades elétricas de materiais condutores ou semicondutores tem atraído a atenção de vários grupos de pesquisa devido ao grande potencial em aplicações tecnológicas. Várias estratégias têm sido adotadas para obter materiais com tais propriedades, uma técnica muito utilizada é a preparação de misturas físicas de polímeros isolantes e materiais condutores ou semicondutores. Neste trabalho, foram preparadas misturas físicas de poliuretano termoplástico (TPU) com polianilina dopada com ácido dodecilbenzeno sulfônico (PAni.DBSA), negro de fumo condutor (NFC) e NFC aditivado com PAni.DBSA (NFC-PAni.DBSA), respectivamente, em um misturador de dois cilindros. A PAni e NFCPAni foram sintetizadas a partir da polimerização em emulsão da anilina na presença do ácido dodecilbenzeno sulfônico (DBSA) e negro de fumo condutor, respectivamente. A PAni.DBSA, NFC e NFCPAni. DBSA foram caracterizados por análise termogravimétrica (TGA), espectroscopia de absorção no infravermelho com transformada de Fourier (FTIR) e no ultravioleta-visível (UV-vis), microscopia eletrônica de varredura (MEV) e a condutividade elétrica avaliada pelo método padrão quatro pontas. As blendas de TPU/PAni.DBSA apresentaram condutividade elétrica da ordem de 10-6 S.cm-1 para concentrações de 20% em massa de PAni.DBSA e limiar de percolação inferior aos compósitos de TPU/NFC e TPU/NFC-PAni.DBSA. Análises de FTIR mostraram que existe interação entre os grupos (NH) da polianilina com os grupos (C=O) presentes no poliuretano para as misturas de TPU/PAni.DBSA e TPU/NFC-PAni.DBSA. Entretanto, por esta técnica não foi possível verificar interações entre os componentes presentes na mistura de TPU/NFC. As micrografias das amostras de TPU/PAni.DBSA e TPU/NFC-PAni.DBSA obtidas por MEV evidenciaram que as partículas de PAni.DBSA e NFC-PAni.DBSA estão bem dispersas e distribuídas na matriz de TPU, porém não foi possível evidenciar os caminhos condutores os quais são responsáveis pelo aumento da condutividade elétrica da mistura. Ensaios de absorção de radiação eletromagnética mostraram que as misturas obtidas neste trabalho são capazes de absorver ondas eletromagnéticas. / To obtain polymeric materials by combining the properties of engineering polymers and electrical properties of conductor or semiconductor materials has attracted the attention of several groups of researchers due to the great potential for technological applications. Several strategies have been adopted to obtain materials with such properties. A technique often used is the preparation of physical mixtures of insulating polymers and conductors or semiconductors materials. In this work were prepared physical mixtures of thermoplastic polyurethane (TPU) with polyaniline doped with acid dodecylbenzene sulfonic (PAni.DBSA), carbon black conductor (NFC) and NFC modified with PAni.DBSA (NFC-PAni.DBSA), respectively in a two cylinders mixer. PAni and NFC-PAni.DBSA were synthesized through emulsion polymerization of aniline in the presence of dodecylbenzene sulfonic acid (DBSA) and carbon black conductor, respectively. The PAni.DBSA, NFC and NFC-PAni.DBSA were characterized by thermo gravimetric analysis (TGA), absorption spectroscopy by Fourier transform infrared (FTIR) and in the ultraviolet-visible spectroscopy (UV-vis), scanning electron microscopy (MEV) and electrical conductivity evaluated by the standard method four corners. The Blends of TPU/PAni.DBSA showed electrical conductivity of 10-6 S.cm-1 at 20 wt.% of PAni.DBSA content, and threshold of percolation less than TPU/NFC and TPU/NFC-PAni.DBSA composites. FTIR analyzes showed that there is an interaction between groups (NH) of polyaniline with groups (C=O) present in polyurethane in the TPU/PAni.DBSA and TPU/NFC-PAni.DBSA mixtures. However, by using this technique it was not possible to verify interactions between the components present in the mixture of TPU/NFC. The micrographs of samples of TPU/PAni.DBSA and TPU/NFC-PAni.DBSA obtained by MEV evidenced that Pani.DBSA and NFC-PAni.DBSA particles are well dispersed and distributed in the TPU matrix. However it was not possible to evidence the conductor paths which are responsible for increasing the electric conductivity of the mixture. Experiments using absorption of electromagnetic radiation revealed that mixtures obtained in this work are able to absorb electromagnetic waves.

Submitted by Rodrigo Martins Cruz (rodrigo.cruz@ufvjm.edu.br) on 2015-02-19T13:34:44Z No. of bitstreams: 5 jus.pdf: 3394180 bytes, checksum: 71d0ff7761a41fcaa36b37cfba79f687 (MD5) license_url: 52 bytes, checksum: 3d480ae6c91e310daba2020f8787d6f9 (MD5) license_text: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) license.txt: 2110 bytes, checksum: b4c884761e4c6c296ab2179d378436d4 (MD5) / Approved for entry into archive by Rodrigo Martins Cruz (rodrigo.cruz@ufvjm.edu.br) on 2015-02-20T10:26:30Z (GMT) No. of bitstreams: 5 jus.pdf: 3394180 bytes, checksum: 71d0ff7761a41fcaa36b37cfba79f687 (MD5) license_url: 52 bytes, checksum: 3d480ae6c91e310daba2020f8787d6f9 (MD5) license_text: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) license.txt: 2110 bytes, checksum: b4c884761e4c6c296ab2179d378436d4 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-02-20T10:26:30Z (GMT). No. of bitstreams: 5 jus.pdf: 3394180 bytes, checksum: 71d0ff7761a41fcaa36b37cfba79f687 (MD5) license_url: 52 bytes, checksum: 3d480ae6c91e310daba2020f8787d6f9 (MD5) license_text: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) license.txt: 2110 bytes, checksum: b4c884761e4c6c296ab2179d378436d4 (MD5) Previous issue date: 2013-12-17 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior (Capes) / Atualmente os nanotubos de carbono (NTC) representam um importante grupo de nanomateriais com atrativas propriedades qu?micas, eletr?nicas e mec?nicas. Estes materiais podem ser combinados a pol?meros, de maneira a moldar as propriedades f?sicas desses compostos (nanotubos-pol?mero), aumentando sua condutividade el?trica, estabilidade qu?mica e resist?ncia mec?nica. O presente trabalho apresenta o desenvolvimentoum material comp?sitonanoestruturado ? base de polianilina (PANI) e nanotubos de carbono de paredes m?ltiplas(MWCNT), para tal, os NTC foram funcionalizados com agrupamentos amina (PEG-NH2). A inser??o do grupamento amina junto aos NTC (PEG-MWCNT) foi confirmada atrav?s da caracteriza??o deste material utilizando as t?cnicas de Microscopia Eletr?nica de Varredura (MEV), Espectroscopia de infravermelho com transformada de fourrier(FT-IR) e Espectroscopia de Energia dispersiva de Raios-X. Foi produzido um eletrodo modificado atrav?s da polimeriza??o do mon?mero anilinaem presen?a dos NTC funcionalizados denominado PANI/PEG-MWCNT. Foram analisadas as propriedades do comp?sito PANI/PEG-MWCNT pelas t?cnicas de Voltametria c?clica e Espectroscopia de Imped?ncia Eletroqu?mica, atrav?s das quais foi verificado que a presen?a combinada dos NTC e da PANI favorece forma??o de um material comp?sito com propriedades sin?rgicas. Al?m disso, atrav?s da Microbalan?a Eletroqu?mica de Cristal de Quartzo pode-se constatarque a dopagem da PANI com PEG-MWCNT favorece o transporte de pr?tons significativamente. Atrav?s da t?cnica de microscopia eletroqu?mica de varredura foi poss?vel evidenciar que existem mais s?tios ativos na superf?cie do filme de PANI/PEG-MWCNT do que na superf?cie da PANI devido ? incorpora??o uniforme dos MWCNT. Finalmente, o eletrodo modificado com o material comp?sito foi utilizado como plataforma no desenvolvimento de um biossensor enzim?tico, pela imobiliza??o da enzima HRP (HRP/PANI/PEG-MWCNT). O biossensor HRP/PANI/PEG-MWCNT apresentou um ?timo suporte para aredu??o de per?xido de hidrog?nio a baixo potencial (-100 mV) vs Ag/AgCl, bem como alta sensibilidade (1.01) ?Acm-2 ?M?1e baixo limite de detec??o de 0,5 ?M L-1. / Disserta??o (Mestrado) ? Programa de P?s-Gradua??o em Qu?mica, Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri, 2013. / ABSTRACT Currently carbon nanotubes (NTC) represent an important group of nanomaterials with attractive properties (chemical, electronic and mechanical). These materials can be combined with polymers in order to shape their physical properties of these compounds (nanotube-polymer), increasing its electrical conductivity, chemical stability and mechanical strength. In fact, this study shows the production of a nanostructured composite material based on polyaniline (PANI) and carbon nanotubes multi-walled (MWCNT), for this, the NTC were functionalized with amine groups (PEG-NH2). The insertion of the amine grouping together to NTC (MWCNT-PEG) was confirmed by the characterization of this material using the techniques of Scanning Electron Microscopy (SEM) spectroscopy, Fourier transform infrared (FT-IR) spectroscopy and energy dispersive X-Ray. A modified electrode was produced through polymerization in the presence of PANI called NTC functionalized PANI/PEG-MWCNT. The properties of the composite PANI/MWCNT-PEG were examined by cyclic voltammetry and Electrochemical Impedance Spectroscopy, it was found that the combined presence of the NTC and polyaniline in the modified electrode provides a formation of a composite material with synergistic properties. Furthermore, through the technique of Electrochemical Microbalance Quartz Crystal can be seen that doping of PANI with PEG-MWCNT facilitates significantly the transport of protons. Finally, through the technique of scanning electrochemical microscopy was possible to show that there are more active sites on the surface of the film of PANI / MWCNT-PEG than on the surface of PANI due to the incorporation of MWCNT uniform. Lastly, the modified electrode composite material was used as a support for a biosensor for immobilization of the enzyme HRP (HRP/PANI/PEG-MWCNT). The biosensor HRP/PANI/MWCNT-PEG showed a great support for the reduction of hydrogen peroxide at a low potential (-100mv) vs Ag / AgCl as well as high sensitivity (1.01) ?A cm-2 mM-1 and low detection limit 0.5 ?m.

A proteção anódica de metais se caracteriza pela formação de um filme de óxidos protetores na sua superfície, promovendo assim a passivação e a desaceleração do processo corrosivo. O uso de polímeros intrinsecamente condutores (PIC), como a polianilina (PAni) utilizada neste trabalho, tem-se apresentado como alternativa de revestimento ou componente de revestimentos protetores, devido às suas características peculiares que podem proporcionar e induzir o efeito de proteção anódica em metais passiváveis. Devido à dificuldade de dissolução e de coesão de filmes a base de PAni, foi investigada a possibilidade da obtenção de seus filmes pela mistura de PAni no estado oxidado e desdopada, conhecida como PAni esmeraldina base (PAni EB), com o plastificante não dopante 4-cloro-3-metilfenol (CMF) e solvente conveniente. Os filmes produzidos foram caracterizados química e morfologicamente, apresentando-se como um revestimento coeso e auto-suportado com a preservação das funções e das características desejáveis da PAni para aplicação como revestimento anticorrosivo. Os ensaios eletroquímicos realizados em filme de PAni EB aplicado sobre aço carbono AISI 1006, em diferentes concentrações de H2SO4 aquoso, ofereceram respostas que indicam a formação de par redox polímero-metal na faixa de potencial em que é possível a passivação ou manutenção da passivação do substrato metálico, o que resulta na elevação do potencial de corrosão, fazendo com que o metal se comporte de forma mais nobre. Com isso viabiliza-se a utilização do binder de PAni EB como filme anticorrosivo ou/e resina de tintas que promovam a proteção anódica e o efeito de barreira na proteção do aço carbono AISI 1006 contra a corrosão. / The anodic protection of metals is characterized by the formation of a protective oxide film on its surface, thus promoting the passivation and the slowdown of the corrosion process. The use of intrinsically conductive polymers (PCI) such as polyaniline (PAni) used in this work, has been presented as an alternative coating or component of protective coatings, due to their peculiar characteristics that may induce and provide the protective anodic effect on oxidizable metals. Due to the difficulty of dissolution and cohesion of films based the polyaniline, was investigated the possibility of obtaining of their films by mixing PAni in the oxidized state and undoped, known as PAni base emeraldine (PAni EB), with plasticizer no dopant 4 -chloro-3-methylphenol (CMF) and convenient solvent. The films produced were characterized chemically and morphologically, presenting itself as a coating cohesive and self-supported, with the preservation of the functions and desirable characteristics of the PAni to application as anticorrosive coating. The electrochemical tests performed on PAni EB film applied over carbon steel AISI 1006, at different concentrations of aqueous H2SO4, offer answers that indicate the formation of redox pair polymer-metal in the potential range in which is possible the passivation or maintenance of the passivation of metallic substrate, resulting in the increase potential of corrosion, doing with that metal to behave of more noble form. With that enables the use of binder of PAni EB as film anticorrosive or/and resin of paints that promote the anodic protection and the effect of barrier in the protection the carbon steel AISI 1006 against corrosion.

Atualmente, a preocupação com a redução da poluição industrial tem motivado os pesquisadores na busca de novas tecnologias para o tratamento de resíduos industriais. Tecnologias limpas, como a eletrodiálise, são capazes de tratar alguns destes resíduos, como por exemplo o efluente da indústria de galvanoplastia, minimizando os impactos que ocorreriam caso eles fossem descartados diretamente no meio ambiente. O componente principal desta técnica é a membrana na qual ocorre a etapa de retirada dos íons da solução. Atualmente estas membranas são importadas e caras, o que justifica o desenvolvimento de membranas eficientes e acessíveis. Neste sentido, no presente trabalho membranas de poliestireno sulfonado/ poliestireno de alto impacto (SPS/HIPS), polianilina dopada com ácido canforsulfônico/ poliestireno sulfonado/ poliestireno de alto impacto (PAniCSA/SPS/HIPS), polianilina sulfonada/ poliestireno sulfonado/ poliestireno de alto impacto (SPAN/SPS/HIPS), e polianilina dopada com ácido p-tolueno sulfônico/ poliestireno sulfonado/ poliestireno de alto impacto (PAniTSA/SPS/HIPS) foram desenvolvidas usando o método de mistura química. As membranas foram caracterizadas utilizando as técnicas Análise termogravimétrica (TGA), Análise dinâmico Mecânica (DMA), e Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV). Membranas foram submetidas a curvas corrente-potencial e ensaios de eletrodiálise em soluções de NaCl e KCl, a fim de determinar o transporte iônico através das mesmas. Os resultados foram comparados com uma membrana comercial Selemion CMT. A extração percentual média para íons de Na+ obtidos pelas membranas desenvolvidas foi superior a 20%. / Nowadays the concern with the reduction of industrial pollution has motivated researchers to found out new technologies for treatment of industrial waste. The clean technologies, as electrodialysis, are capable of treating some these residues, as for example the galvanoplasty’s waste, minimizing the impacts that would happen to them if they were discarded directly on the environment. The main component of this technique is the membrane on which occurs the ions removal stage of the solution. The membranes are imported and expensive what justifies the development of efficient and accessible membranes. In this sense, in the present work membranes of sulfonated polystyrene / high impact polystyrene (SPS/HIPS), polyaniline doped with camphorsulfonic acid / sulfonated polystyrene / high impact polystyrene (PAniCSA/SPS/HIPS), sulfonated polyaniline/ sulfonated polystyrene / high impact polystyrene (SPAN/SPS/HIPS), and polyaniline doped with p-toluenesulfonic acid / sulfonated polystyrene / high impact polystyrene (PAniTSA/SPS/HIPS) were developed using chemical mixture method. Membranes were characterized by Infrared Spectroscopy (FTIR), Thermogravimetric Analysis (TGA), Dynamic Mechanical Analysis (DMA) and Scanning Electronic Microscopy (SEM). Membranes were submitted to current-voltage curves and electrodialysis experiments with NaCl and KCl solutions, in order to determine ionic transport through them. Results were compared with a commercial membrane, Selemion CMT. The average percent extraction for Na+ ions obtained by membranes developed were beyond 20%.