Explorou-se a caracterização de monocamadas e filmes LB de polianilina (PANi), e um oligômero de polianilina, chamado aqui de 16-mero, com estearato de cádmio (CdSt). A análise dos filmes de Langmuir indicou que possivelmente não há mistura em nível molecular da PANi e do 16-mero com CdSt, ainda que a quantidade adicionada em solução de polímero ou oligômero influencie a estabilidade das monocamadas. Utilizou-se UV-vis, FTIR, difração de raios-X, condutividade elétrica, elipsometria, microscopia óptica e potencial de superficie para caracterização dos filmes LB. Os resultados de UV-vis indicaram uma transferência uniforme e ainda que os filmes recém depositados encontram-se desdopados. A análise de FTIR confirma a presença de CdSt nos filmes LB, e o efeito de desdopagem em subfases neutras, corroborando os resultados de UV-vis. A difração de raios-X indica a presença de domínios separados de PANi (e 16-mero) com CdSt nos filmes LB. Resultados elipsométricos indicaram uma espessura por camada em tomo de 25 &#197. A excelente uniformidade obtida nos filmes LB mistos foi comprovada pelos resultados de microscopia óptica e potencial de superficie. Esses filmes mistos apresentaram valores de condutividade elétrica em tomo de 10-4 a 10-5 S.cm-1 (van der Pauw), tanto para a PANi quanto para o 16-mero. Investigou-se também o efeito da exposição dos filmes mistos PANi/CdSt aos raios-X. Nota-se um deslocamento para a região do vermelho, na região do visível, nos espectros de UVvis, similar à observada pela dopagem através de ácidos inorgânicos. Verificou-se que os efeitos de umidade da atmosfera de medida são predominantes nesse processo de dopagem. É feita uma análise dos resultados de condutividade elétrica, comparando-os com os encontrados na literatura. / A study has been made of composite Langmuir and Langmuir-Blodgett (LB) films of polyaniline (PANi), and a polyaniline oligomer (l6-mer polyaniline), with cadmium stearate (CdSt). The monolayers studies pointed to a phase separated system containing the polymer (or the 16-mer) and CdSt, with no mixing at the molecular leveI, although the relative contents of PANi and 16-mer in the solution have a strong influence on the monolayer stability. UV-vis, FTIR, X-ray difIraction (XRD), electrical conductivity, ellipsometry, optical microscopy and surface potential measurements were used in the LB film characterization. UV-vis results have shown a uniform transfer, with the as deposited films in the undoped state. FTIR results confirmed the presence of CdSt and undoped polyaniline (and 16-mer) in the transferred LB films, corroborating the UV-vis results. XRD has shown separated domains of CdSt and PANi (l6-mer also) in the LB films. Ellipsometry data indicated a thickness of 25 &#197 per deposited layer. The high uniformity in these mixed LB films was confirmed by optical microscopy and surface potential measurements. The electrical conductivity was approximately 10-4 to 10-5 S.cm-1 for both PANi and 16-mer. Mixed PANi/CdSt films were also exposed to X-ray irradiation. After a given dose rate there is a red shift in the UV-vis spectra from the 600 nm region to the 800 nm region, similar to the usual acid doping process observed in polyaniline. Humidity effects have a strong influence on the doping process. A comparison is made of the conductivity measurements made here with those reported in the literature.

É grande o interesse em combinar as propriedades mecânicas e elétricas de diferentes materiais poliméricos. Neste trabalho, filmes de Borracha Natural com camadas superficiais condutoras de polianilina (PANI) são preparados e caracterizados por diferentes técnicas. A PANI dopada foi depositada em ambos os lados do filme de borracha por polimerização química \"in situ\" da anilina a temperatura ambiente. O processo da polimerização da PANI \"in situ\" foi otimizado variando a concentração dos reagentes químicos com o objetivo de se obter uma camada de PANI com espessura desejada, boa adesão na borracha e que produzisse também aumento da condutividade elétrica na superfície. As amostras obtidas são caracterizadas usando-se Microscopia Eletrônica de Varredura, Microscopia Óptica, Difratometria de raios-X, análise por Calorimetria Diferencial de Varredura, análise Termo-Dinâmico-Mecânica, análise Termogravimétrica, Espectroscopia no FT-IR, Ensaio Mecânico e condutividade elétrica na superfície e no volume dos filmes preparados. Os resultados mostram que os filmes produzidos são do tipo multicamadas, pois não há uma interpenetração da PANI na borracha. A melhor condutividade e uniformidade é obtida com filmes preparados com três deposições, atingindo a ordem de 10-7 S/cm / The combination of properties of different polymeric materials in one sample is of great interest. In this work natural rubber films covered with a layer of conductive polyaniline (PANI) were prepared and studied by means of several experimental techniques. The doped PANI layer was deposited onto both rubber films surfaces by the \"in situ\" polymerization technique. The polymerization of PANI was performed at room temperature and the deposition process was optimized in order to obtain a PANI layer with an adequate thickness, good adhesion to the rubber and to promote the increase of its surface electric conductivity. Samples were characterized employing the scanning electron microscopy, optical microscopy, X-ray diffractometry, differential scanning calorimetry, thermo gravimetric analysis, dynamic mechanical thermal analysis, mechanical analysis and surface/volume electric conductivity. Results showed that the formed films consisted of a PANI layer that did not penetrated in the rubber. The better uniformity of deposition and maximum electric conductivity of the order of 10-7 S/cm was obtained on films that were prepared by deposition of three PANl layers

Orientador: José Antônio Malmonge / Resumo: O uso de nanocargas de carbono tais como nanotubos de carbono e nanolâminas de grafite (NLG), e/ou polímeros condutores em uma matriz polimérica, tem atraído à atenção de inúmeros pesquisadores que buscam sintetizar elastômeros eletricamente condutivos com amplo potencial aplicacional como dissipadores eletrostáticos, blindagem eletromagnética, sensores piezorresistivos, etc. Nesse trabalho, foram obtidos: (1) nanocompósitos de polianilina (PAni)/NLG com razão mássica anilina (An)/NLG entre 0 e 250%, utilizando ácido clorídrico como dopante (nanocompósitos PHN), e com razão mássica anilina An/NLG entre 0 e 950%, utilizando ácido dodecilbenzeno sulfônico (DBSA) como dopante (nanocompósitos PDN); (2) Blendas de borracha natural (BN)/PAni com diferentes razões BN/An, utilizando BN in natura (blendas BNP) e borracha pré-vulcanizada (BV), blendas BVP; e (3) Nanocompósitos de BN/PAni-NLG (BNP/NLG) e BV/PAni-NLG (BVP/NLG) com diferentes razões BN/An e 15% de NLG em relação a An (relação m/m). Em todas as sínteses a polimerização da anilina foi realizada in situ. Nos nanocompósitos de PAni/NLG a polimerização da PAni ocorreu sobre a superfície lisa das NLG sendo sua morfologia e grau de intercalação nas NLG influenciados pelo tipo de dopante utilizado. A condutividade elétrica máxima obtida para os nanocompósitos foi de 627 S.cm-1 e 582 S.cm-1 para nanocompósitos PHN contendo 200% de NLG e para nanocompósitos PDN contendo 600% de NLG, respectivamente. O aumento na estabilidade térmic... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The use of carbon nanofiller such as carbon nanotube and graphite nanosheet (GNS), and/or conductive polymers as filler to a polymer matrix, has attracted the attention of numerous researchers who seek to synthesize electrically conductive elastomers with broad application potential such as electrostatic dissipator, piezoresistive sensor and electromagnetic interference shielding . In this work were synthesized: (1) nanocomposites of polyaniline (PAni)/NLG with aniline (An)/NLG mass ratio between 0 and 250%, using hydrochloric acid as a dopant (PHN nanocomposites) and aniline An/NLG between 0 and 950%, using dodecylbenzene sulfonic acid (DBSA) as a dopant (PDN nanocomposites); (2) Natural rubber blends (BN)/PAni with different BN/An mass ratio, using BN in nature (BNP blends) and pre-vulcanized rubber BV, BVP blends; and (3) BN/PAni-NLG (BNP/NLG) and BV/PAni-NLG (BVP/NLG) nanocomposites with different BN/An mass ratios and 15% NLG with respect to An (m/m ratio). In all syntheses the polymerization of aniline was performed in situ. In the nanocomposites PAni/GNS the polymerization of PAni occurred on the GNS surface and their morphology and degree of intercalation in NLGs were influenced by the type of dopant. The higher electrical conductivity obtained for PHN and PDN composites were 627 S.cm-1 and 582 S.cm-1, respectively. The increase in the thermal stability of PAni in PAni/NLG nanocomposites was attributed to the intercalation of PAni among GNS and barrier properties pres... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Foram realizadas análises por espectros absorção, fluorescência e excitação para anilina e orto-toluidina em água, com e sem a adição de HCl. Os resultados indicam que as propriedades do meio dependem das concentrações de amina e de HCl, sendo observado principalmente pelos espectros de excitação de fluorescência. Espectros de 1H RMN parecem indicar um efeito de agregação destas moléculas pelas mudanças observadas na forma e na posição dos sinais dos prótons. Foi realizada a síntese de polianilina e de poli-o-toluidina, sendo o acompanhamento efetuado por espectroscopia ultravioleta-visível e pela técnica de perfil de potencial, indicando similaridades entre os dois métodos. As sínteses de polianilina e de poli-o-toluidina também foram realizadas via fotoquímica, sendo os produtos de reação caracterizados por espectroscopia ultravioleta visível e por infravermelho. / The aim this work was to study aniline and orto-toluidine in aqueous solution with or without HCl addition. The analyses were realized by absorption and fluorescence spectrum. The results show that the proprieties are relation on amines and chloridric acid concentrations, especially it was observed by fluorescence excitation spectrum. Changes in protons sign position and in the form can be indicating an effect of aggregation with these molecules though 1H RMN spectrum. UV-Vis spectroscopy and open circuit potential measurements were used for monitor the synthesis of polyaniline and the poly-o-toluidine. Theses methods show similar results. Also, the synthesis of polyaniline and the poly-o-toluidine were realized by photochemistry via, which the reaction products were characterized by UV-Vis spectroscopy and FTIR.

Neste trabalho, serão apresentados o comportamento eletroquímico e espectro-eletroquímico dos polímeros condutores poli(sulfeto de fenileno fenilenamina) (PPSA) e poli(anilina) (PANI) no líquido iônico bis(trifluorometanosulfonil)imideto de 1-butil-2,3-dimetilimidazólio (BMMITFSI). Os experimentos eletroquímicos em BMMITFSI mostram que o PPSA apresenta dois processos redox reversíveis sem sinais de perda de eletroatividade e mostram também a obtenção da PANI pela polimerização eletroquímica da anilina com os dois processos redox típicos das transformações em leucoesmeraldina ↔ esmeraldina ↔ pernigranilina, sem a necessidade de adição de ácidos e sem nenhum sinal de degradação em potenciais elevados. Os experimentos de UV-Vis e Raman Ressonante evidenciaram a estabilização das estruturas oxidadas formadas em líquido iônico tornando este fato a principal razão para o comportamento reversível dos processos redox de ambos os polímeros. Os experimentos de resistência in situ da PANI, demonstraram que a pernigranilina obtida em potenciais elevados é mantida na forma condutora. Estes fenômenos observados em ambos os polímeros indicam que a alta atmosfera iônica do BMMITFSI, estaria estabilizando as estruturas mais oxidadas (dicátions) em potenciais elevados, o que evita a degradação e perda de eletroatividade do PPSA e permite a condutividade da PANI na forma pernigranilina sal. / In this work, the electrochemical and spectroelectrochemical behavior of Poly(phenylenesulfide phenyleneamine) (PPSA) and polyaniline (PANI) conducting polymers in a room temperature ionic liquids, 1-butyl-2-3-dimethylimidazolium bis(trifluorometanessulfonil)imide (BMMITFSI) is presented. Electrochemical experiments of a PPSA in BMMITFSI show two reversible redox processes without loss of electroactivity. Aniline polymerization to obtain PANI films with typically two redox processes due to leucoemeraldine ↔ esmeraldine ↔ pernigraniline transformations was also carried out in the absence of acids, and even cycling till high positive potentials, no degradation signals were observed. UV-Vis and Resonance Raman studies show the stabilization of dications in BMMITFSI as the main reason to the reversible redox behavior observed on both conducting polymers and the in-situ resistance measurements corroborated the stabilization of pernigraniline salt at high oxidation potentials in the conducting form of PANI. These results obtained in room temperature ionic liquid shows that the high ionic medium given by the BMMITFSI would shield the positive charges, which would stabilize the dication species at high potentials, avoiding the degradation and loss of electroaticity of PPSA and allowing charge transport on pernigraniline salt.

O desenvolvimento de novos revestimentos ou métodos de proteção considerados ambientalmente amigáveis é extremamente importante para a substituição das eficientes camadas de conversão do cromo, as quais são amplamente utilizadas para proteção anticorrosiva do alumínio e suas ligas. Entre as alternativas relatadas na literatura, podemos destacar a aplicação de filmes de polianilina (PAni) e o uso de camadas de conversão de cério. Neste trabalho é proposta a utilização de revestimentos do tipo bicamadas formada pela combinação de: 1) duas camadas de polianilina ou 2) camadas de conversão de cério (depositadas pelo método electroless ou catodicamente) e filmes de PAni para proteção contra a corrosão das ligas de alumínio AA7075-T6 e AA8006-F em meio aquoso contendo íons cloreto. Nos ensaios de corrosão foram utilizados o monitoramento do potencial de circuito aberto e a polarização potenciodinâmica em meio de NaCl 0,6 mol L-1. A superfície das ligas com e sem os recobrimentos foram analisadas por microscopia óptica e microscopia eletrônica de varredura. Também foi realizado o teste de aderência dos filmes de PAni presentes nas bicamadas sobre as ligas estudadas. O revestimento bicamada composto por uma camada de filme de PAni quimicamente depositada e um filme casting de PAni apresenta excelente aderência sobre as ligas AA7075-T6 e AA8006-F e combina a proteção oferecida pelos filmes casting com a boa aderência dos filmes de PAni depositados quimicamente. O uso da bicamada de cerato electroless e PAni apresenta propriedades anticorrosivas inferiores quando comparadas ao filme de PAni aplicado diretamente sobre o substrato metálico, entretanto, o uso de cerato electroless melhora a aderência dos filmes casting de PAni sobre as ligas estudas. O uso de bicamadas formadas por cerato depositado catodicamente e PAni sobre a liga AA8006-F apresenta valores de potencial de corrosão e potencial de pite inferiores ao do filme casting de PAni aplicado diretamente sobre o substrato metálico, enquanto que para a liga AA7075-T6 foram obtidas melhores propriedades anticorrosivas quando utilizada uma camada de cerato espessa (obtida utilizando uma solução de cério contendo 8 ou 25 µL mL-1 de H2O2). / The development of new coatings or protection methods considered environmentally friendly is extremely important to replace the efficient conversion layers of chromium, which are widely used for corrosion protection of aluminum and its alloys. Among the alternative methods reported in the literature, it can be highlighted the application of polyaniline (PAni) films and the use of cerium conversion layers. This work proposes the use of bi-layers based on: 1) two layers of polyanilines or 2) combination cerium conversion layers (deposited by electroless or cathodic electrodeposition) and PAni films for corrosion protection of AA7075-T6 and AA8006-F alloys in aqueous solutions containing chloride ions. Open circuit potential and potentiodynamic polarization curves were used for the corrosion tests, which were performed in 0.6 mol L-1 NaCl solution. The surface of the alloys with and without the coatings were characterized by optical microscopy and scanning electronic microscopy. It was also performed the adhesion test of the PAni films present in the bi-layers on the studied alloys. The bi-layers formed by a layer of PAni chemically deposited and a layer of PAni film exhibited excellent adhesion to the AA7075-T6 and AA8006-F alloys and combined the protection offered by the cast film of PAni with the good adhesion of PAni chemically deposited. The use of a bi-layer formed by cerium oxides (deposited by electroless) with PAni film as coating presented lower anticorrosive properties compared to the PAni films applied directly on the substrate, however, the use of the cerium layer improves the adhesion of the PAni films on the alloys. The use of bi-layers formed by electrodeposited cerium oxides and PAni films on AA8006-F showed corrosion potential and pitting potential lower when compared with the PAni film directly applied on the substrate, whereas for AA7075-T6, the best anticorrosive properties was obtained using a thick cerium layer (cerium solution containing 8 or 25 µL mL-1 of H2O2).

Esta tese versa sobre a caracterização espectroscópica de materiais híbridos orgânico-inorgânicos de polianilina (PANI), um polímero condutor, e hexaniobato, um óxido semicondutor. Os materiais híbridos foram preparados por diferentes rotas, empregando-se nanopartículas de hexaniobato esfoliado (nanofolhas ou nanoscrolls), e PANI previamente preparada (rotas ex-situ), ou através da polimerização da anilina na presença do hexaniobato (rotas in-situ). As principais técnicas de caracterização utilizadas foram as espectroscopias Raman ressonante (RR) e de ressonância paramagnética eletrônica (EPR), microscopia eletrônica de varredura (SEM) e análise termogravimétrica acoplada a espectrometria de massas (TGA-MS). No entanto, outras técnicas como espectroscopias eletrônica no UV-VIS-NIR e vibracional no infravermelho, e difratometria de raios X foram muito importantes para complementar a caracterização e suportar os resultados. Observou-se que a PANI pode ser adsorvida sobre os nanoscrolls de hexaniobato através de diferentes rotas de preparação, como por montagem de filmes layer-by-layer, mistura das dispersões dos componentes, ou polimerização in-situ da anilina na presença das nanopartículas de hexaniobato. De acordo com os dados espectroscópicos, estas morfologias favorecem maiores graus de dopagem (protonação) do polímero em relação à polianilina pura (ou prístina), associados a fortes interações entre a polianilina e o hexaniobato, que apresenta alta acidez superficial. Os dados espectroscópicos revelaram que a deslocalização eletrônica dos pólarons e as populações relativas dos pólarons e bipólarons da polianilina são afetadas na presença do hexaniobato, indicando que a interação entre os componentes também pode induzir mudanças conformacionais das cadeias poliméricas. Através da espectroscopia RR empregando diferentes radiações excitantes, foi possível identificar os segmentos cromofóricos formados durante a oligo/polimerização da anilina em meios de diferentes pHs, distintos do empregado na síntese convencional da polianilina (ácido clorídrico 1 mol L-1). O produto majoritário é constituído de unidades 1,4-benzoquinona-monoimina acopladas a unidades aminofenil, compondo estruturas complexas denominadas \"adutos de anilina\". Além destas estruturas, a espectroscopia RR possibilitou a identificação de segmentos tipo-fenazina e segmentos polarônicos da PANI como produtos minoritários. Quando a reação é realizada na presença de hexaniobato, ainda há formação majoritária de adutos de anilina, mas há formação de maiores quantidades de segmentos polarônicos da polianilina. Estes resultados foram associados à alta acidez superficial do hexaniobato, mostrando novamente a importância do componente inorgânico para a estrutura dos materiais híbridos. Os estudos das propriedades eletrocrômicas dos filmes híbridos layer-by-layer apresentaram acentuada variação de coloração em diferentes regiões do espectro visível e eficiência eletrocrômica superior às dos filmes constituídos por hexaniobato ou PANI, indicando a características promissoras para utilização desses filmes híbridos em dispositivos eletrocrômicos. A melhoria das propriedades térmicas dos materiais híbridos foi comprovada pelos dados de TGA-MS e espectroscopia Raman, que mostraram claramente que a PANI na presença do hexaniobato permanece dopada após tratamento térmico (150 °C por 90 min), enquanto que polímero prístino sofre desdopagem. Estas características são consideradas importantes para o desenvolvimento de dispositivos que envolvam processamento térmico dos materiais. / This thesis presents spectroscopic characterization of organic-inorganic hybrid materials of polyaniline (PANI), a conducting polymer, and hexaniobate, a semiconducting metal oxide. The hybrid materials were prepared by different routes, which used nanoparticles of exfoliated hexaniobate (nanosheets or nanoscrolls), and PANI previously prepared (ex-situ routes), or by aniline polymerization in the presence of hexaniobate (in-situ routes). The main characterization techniques were resonance Raman (RR) and electron paramagnetic resonance (EPR) spectroscopies, scanning electron microscopy (SEM) and mass spectrometry coupled-thermogravimetric analysis (TGA-MS). However, other techniques such as electronic UV-VIS-NIR and vibrational infrared spectroscopies, and X-ray diffractometry were also employed to support the characterization and results. Scanning electron microscopy showed that PANI is adsorbed on the hexaniobate nanoscrolls in the hybrid materials prepared by different routes, such as layer-by-layer assembly, mixture of dispersions of the components, or in-situ polymerization of aniline in the presence of the hexaniobate nanoparticles. According to spectroscopic data, such morphologies promote higher doping degrees (protonation) of the polymer comparing with pure PANI (pristine PANI), associated to strong interactions between PANI and hexaniobate, which presents high acidic surfaces. The spectroscopic data also revealed that the electronic delocalization of the polaronic segments, and the relative populations of polarons and bipolarons are affected in the presence of hexaniobate, indicating that the interactions between the components may also induce conformational changes on the polymeric chains. By RR spectroscopy using different exciting radiations, it was possible to identify the chromophoric segments produced during aniline oligo/polymerization in media of different pHs than that used in conventional procedures for preparation of PANI (hydrochloric acid, 1 mol L-1). It was shown that the major product is 1,4-benzoquinone-monoimine moieties coupled to aminophenyl moieties, resulting in complex structures named aniline adducts. Moreover, RR spectroscopy was very useful for the identification of phenazine-type segments and polaron segments as minor reaction products. When aniline-APS reactions are performed in the presence of hexaniobate, \"aniline adducts\" are also the major products, but RR spectra showed that there is higher formation of polaron segments of PANI. Such results were associated to the high acidic surface of hexaniobate, showing once again the important role of the inorganic component to determine the structure of the hybrid materials. The investigation on the electrochromic properties of the layer-by-layer hybrid films showed intense color variation at different regions of the visible spectrum, and higher electrochromic efficiencies comparing with the films composed but only hexaniobate or PANI, indicating the promising features for development of electrochromic devices. The improvement of thermal properties of the hybrid materials was verified by TGA-MS data and Raman spectra, which clearly showed that PANI in the presence of hexaniobate remains in the doped form after thermal treatment (150 °C for 90 min), while the pristine polymer undergoes a dedoping process. These features are considered important for the development of devices which depend on the thermal processing of the materials.

Neste trabalho foram polimerizadas blendas e compósitos de polianilina (PAni), utilizando métodos químico e eletroquímico, sobre eletrodos de platina (Pt) e aço inoxidável (AISI-304), em diferentes meios aquosos. As blendas e compósitos de PAni foram preparados a partir de solução aquosa de H3PO4, contendo anilina e diferentes concentrações de carboximetilcelulose sódica (CMC) ou ácido dodecilbenzenosulfônico (DBSA). Para a formação dos filmes poliméricos, sobre ambos os substratos metálicos, a técnica de voltametria cíclica foi utilizada, tendo sido investigada a influência das concentrações de CMC e de DBSA nas características do processo de polimerização bem como, no material resultante. Por outro lado, na polimerização química, realizada a 20º.C e na presença de ((NH4)2S2O8), curvas potenciométricas e calorimétricas foram obtidas para auxiliar na caracterização das sínteses. Os materiais poliméricos foram caracterizados com o uso das técnicas de voltametria cíclica (resposta eletroquímica), espectroscopia de UV-Vis-NIR, espectroscopia de infravermelho, de medidas de condutividade por quatro pontos, microscopia eletrônica de varredura, espectroscopia dispersiva de energia de raios-x (EDX) e termogravimetria (TG). A partir dos resultados obtidos, foram observadas diferenças decorrentes da concentração de CMC, com influência tanto na velocidade de polimerização, quanto nas propriedades físicas e químicas de PAni-CMC. As interações entre PAni e CMC ocorrem por ligações de hidrogênio sendo a estrutura dos filmes PAni-CMC fortemente depende da concentração de CMC. Há significativas diferenças, tanto no processo de eletropolimerização de PAni-DBSA sobre Pt e AISI-304, quanto nas propriedades físicas e químicas dos polímeros. Estruturalmente, os filmes de PAni-DBSA eletropolimerizados sobre AISI-304 são mais porosos e apresentam maior eletroatividade, conseqüência da pré-camada de óxido formada durante a eletropolimerização. Mediante os ensaios de corrosão, foi verificado que os filmes de PAni-CMC aplicados sobre AISI-304 apresentam variação na composição após os ensaios de corrosão, enquanto que a proteção fornecida pelos filmes de PAni-DBSA depende da espessura dos mesmos. Ambos os filmes protegem efetivamente superfícies de aço inoxidável AISI-304 contra a corrosão e são alternativas extremamente viáveis quando comparados aos materiais convencionalmente utilizados. / In this work, polyaniline (PAni) blends and composites were obtained on platinum (Pt) and stainless steel (AISI-304) substrates. The effects of chemical and electrochemical syntheses were studied in different aqueous media. PAni blends and composites were prepared from aniline monomer-containing solutions of H3PO, that contained different concentrations of sodium carboxymethylcellulose (CMC) or dodecylbenzene sulphonic acid (DBSA). For the formation of polymeric films on Pt and steel AISI-304 electrodes, cyclic voltammetry was the technique employed and the effect of monomer, CMC and DBSA concentration on both the process characteristics and the resultant material were investigated. Chemical polymerization was performed at 20 C, in the presence of an oxidizing agent [(NH4)2S2O8] and potentiometric and calorimetric curves were obtained, which permitted the characterization of the synthesis. The resultant polymeric materials were characterized by their electrochemical response, ultraviolet (UV-VIS) and infrared (IR) spectroscopies, conductivity measurements, scanning electronic microscopy (SEM), film composition analysis by energy dispersive ray-x spectroscopy (EDS) and thermogravimetric analysis (TG). From the polymer characterization, the results demonstrate the differences between the PAni polymers due to CMC concentration used in the polymerization, which influences both the polymerization rate and the physical and chemical properties of the PAni-CMC composite. The interaction between PAni and CMC occurs by hydrogen bonding, and the structure of the PAni-CMC film depends strongly on the CMC concentration. There are significant differences between the electropolymerization process of PAni-DBSA films on Pt and that on steel AISI-304, resulting in different the physical and chemical properties of the respective polymers. Structurally, the PAni-DBSA films electropolymerized on steel AISI-304 are more porous and present greater electroactivity due to an oxide layer formed during the electropolymerization. From corrosion assays, which involved performing open circuit potential and potentiodynamic curves in NaCl, the viability of application of PAni-CMC and PAni-DBSA films electropolymerized on steel AISI-304 electrodes was analyzed. For the PAni-CMC films on steel AISI-304 a significant change in the film composition occurred after the corrosion assays. On the other hand the corrosion protection of steel AISI-304 covered with PAni-DBSA is dependent on the film thickness. The electrochemical parameters extracted from the potentiodynamic curves demonstrate that both films protect stainless steel against corrosion. Furthermore, the corrosion studies show that PAni-CMC and PAni- DBSA films are viable alternatives to the conventionally used corrosion protection films.

Este trabalho descreve o estudo de preparação dos filmes de polianilina, Pani, depositados pelo método de polimerização in-situ para serem utilizados em dispositivos poliméricos emissores de luz (PLEDs) e em sensores químicos e de flexão mecânica. É descrita a síntese química da Pani, a produção de filmes pelo método de polimerização in-situ, o estudo do seu crescimento usando a espectroscopia de UV-Vis e as características morfológicsa da superfície pela técnica de varredura de AFM. Filmes de Pani depositados pela técnica in-situ sobre eletrodos interdigitados foram caracterizados através de medidas de condutividade elétrica contínua e alternada em função da temperatura e da dopagem do material. Os resultados elétricos obtidos, típicos de sistemas sólidos desordenados, foram interpretados usando o modelo de condução de Dyre. Investigou-se o uso de filmes finos de Pani como camada injetora de portadores de carga em PLEDs para diferentes métodos de conversão do precursor poli(xilideno tetrahidrotiofeno), PTHT, em poli(-fenileno vinileno), PPV. Mostrou-se que a camada de Pani pode ser usada como janela transparente da emissão luminosa do PPV, o que diminui a tensão de operação do PLED e protege o eletrodo de ITO contra a corrosão durante o processo de conversão. São mostrados estudos exploratórios de sensores de Pani depositados sobre o substrato de poli (tereftalato de etileno) (PET) para aplicação em dispositivos para medidas de pH de solução e de flexão mecânica. / This work shows the study of Pani film prepared by the in-situ deposition technique aiming its use im polymeric light emission diodes (PLEDs) and in chemical sensors and of flection mechanics. The sysnthesis of the Pani, the production of films by the in-situ method, the film growth probed by UV-Vis spectroscopy and its surface morphology characteristics probed by the scanning AFM microscope are presented. Such in-situ films were deposited on the top of interdigitated electrodes and characterized usign ac and dc conductivity measurements as function of temperature and of the material doping level. The electric results were typical of non ordered materials and interpreted using the Dyre´s conduction model. It was investigated the use of Pani films as carrier layer injection in PLEDs employing different of conversion of poly(xylylidene tetrahydrothiophenium), PTHT, in to poly(-phenylene vinylene), PPV. It was showed that the Pani film act as a transparent window for the PPV light emission, the onset voltage of the PLED decreased and the Pani layers protects the ITO electrode against the corrosion during the conversion of the PTHT in to PPV. Exploratory studies were also performed using the Pani layer deposited on the top of a poly (ethylene terephtalate) substrate aiming its application for measuring the pH of a solution and as mechanical bending sensor.

Neste trabalho otimizou-se uma metodologia para a deposição de filmes de polianilina, PAni, na qual o substrato de vidro é inserido na solução em que se realiza a polimerização. Este método de deposição \"in situ\", feito a temperatura de O &#176C, permite obter filmes com boa uniformidade e com controle de espessura. A espessura dos filmes, da ordem de centenas de nanômetros, pode ser controlada através da concentração da solução do meio reacional. A morfologia da superfície do filme foi estudada usando a técnica de microscopia de força atômica. Os resultados mostraram que a rugosidade aumenta com a diminuição da concentração e com o tempo de deposição da camada de PAni. Para demonstrar a aplicação dos filmes de PAni foi construído um dispositivo eletroluminescente tendo o poli(-fenileno vinileno)-dodecilbenzeno sulfonato de sódio, PPV-DBS, como polímero ativo e usando uma camada de PAni como eletrodo injetor de buracos e janela transparente para a saída da luz. Mostrou-se que o dispositivo opera com uma tensão aproximadamente 3 vezes menor em comparação com um dispositivo sem a camada de PAni. / A method for deposition of polyaniline, PAni, onto glass substrates was studied. Substrates were inserted in the solution in which the polymerization reaction occurs. This method performed \"in situ\", at the temperature of 0 &#176C, gives very uniform films and allows the control of the thickness. Thickness, of the order of hundred nm, can be controlled varying the concentration of the solution in which the polymerization occurs. The morphology of the PAni layer was studied using a force atomic microscope, AFM. The roughness increased on the time of deposition of the layer and with the decrease of the concentration of the solution. In order to demonstrate the use of the PAni layer an electro luminescent device was built using as active polymer poly(-fenylene vinylene) -dodecilbenzene sulphonate of sodium, PPV-DVS, and the PAni layer as injector of holes and was transparent window for the emitted light. The device showed that it could be operated with a voltage that is three times smaller than a corresponding device without the PAni layer.