Modificação da fibra de coco com polianilina e o seu uso como sensor de pressão

Abstract

Resumo: O presente trabalho teve por foco a modificação de fibras de coco, tornando-as materiais compósitos condutores de eletricidade. Para tanto, foi utilizada uma técnica de polimerização in situ, capaz de gerar nanopartículas de polianilina sobre a superfície de fibras tratadas. As fibras modificadas com polianilina foram caracterizadas por FTIR, UV-Vis, DRX e SAXS. Além disso, foram submetidas a ensaios eletromecânicos, com a finalidade de indicar quais condições de modificação são mais eficientes para a obtenção de um material sensível a esforços compressivos. Os resultados de sensibilidade a compressão sugerem que os materiais modificados com as menores quantidades de polianilina são os mais adequados para aplicações no campo de sensores de pressão de natureza resistiva, podendo ser utilizados no desenvolvimento de dispositivos inteligentes. Palavras-chave: Condutividade elétrica, fibras de coco, polianilina, sensibilidade a compressão. Coconut Fibers Modified with Polyaniline Nanoparticles Are Used in Pressure SensorAbstract: Coconut fibers were covered with polyaniline in order to obtain electrically conductive composite materials. For this purpose aniline was polymerized in the presence of coconut fibers, leading to the formation of polyaniline nanoparticles over the surface of the fibers. The treated fibers were analyzed by FTIR, UV-Vis, DRX and SAXS, being also submitted to electromechanical assays, in order to find the best conditions for obtaining materials with optimal compressional sensitivity. The results suggest that materials obtained with smaller amounts of polyaniline are the most adequate for applications as resistive pressure sensors. This class of materials can be used in the development of intelligent devices. Keywords: Electrical conductivity, coconut fibers, polyaniline, sensitivity to compress. IntroduçãoO coco verde vem sendo intensamente explorado por ser um isotônico natural, sendo ideal para repor o líquido perdido após atividades físicas, ou até mesmo em casos de desidratação mais severa. Dadas às proporções, o consumo deste produto natural gera um grande impacto ambiental, relacionado com o descarte final das suas cascas (~4 MTon/ano), as quais representam de 80 a 85% de seu peso bruto [1] . Além do elevado volume, estas cascas, quando descartadas, demandam mais de oito anos para a completa decomposição, uma vez que são pobres em hemicelulose e ricas em lignina e celulose [2,3] . Dadas as suas excelentes características, as fibras de coco são muito utilizadas na indústria automobilística, principalmente na forração de bancos, onde apresentam significativas vantagens em relação à espuma plástica, uma vez que são inodoras, resistentes à umidade, não são atacadas por roedores, não sofrem decomposição microbiana, e possuem uma baixa condutividade térmica (~0,044 W/mK) [4] . As vantagens apresentadas até este ponto já tornam o estudo deste tipo de fibra muito interessante. Entretanto, este estudo pode se tornar ainda mais atrativo, através de modificações que permitam usos mais nobre...

Preparo de nanocompósitos maghemita e polianilina assistido por ultrassom

“…Enquanto a maghemita apresentou coloração castanha, foi possível notar a coloração verde característica da PAni [2,10,17] no compósito, o que serve como um indicativo da obtenção de polianilina sobre as partículas de maghemita. [18] .…”

“…A Figura 1 também mostra o espectro FTIR do compósito obtido segundo a condição 1 (Figura 1b) e da PAni (Figura 1c), mostrada na Tabela 1. As bandas características da polianilina apresentam absorções associadas ao DBSA em 2850 cm -1 , em 1500 e 1600 cm -1 referentes as unidades benzenóides e quinódes do polímero [2,17] . A banda larga e intensa em 1300cm -1 é associada ao grupo SO 3 e em 1150 cm -1 correspondente a vibração do grupo N=C do anel quinóide [19] .…”

“…Para a determinação da resistividade foi usado o método dos dois eletrodos, conforme procedimento comumente utilizado pelo grupo [2,10,17] . Para isso, as amostras foram colocadas entre os dois eletrodos.…”

“…A primeira delas aparece ao redor de 350 nm (normalmente atribuído à transição das ligações π→π* dos anéis benzenóides). Já as outras bandas surgem nas faixas de 400-420 e 750-800 nm (atribuídas ao polaron-π* e ao polaron-π, respectivamente) [2,19] . Os espectros das soluções da PAni e dos compósitos possuem perfis semelhantes, apresentando três bandas de absorção: A primeira, ao redor de 350 nm é atribuída à transição π-π* dos anéis benzenóides; a segunda, em 500 nm; e a terceira em 790 nm, são atribuídas à presença de polarons formados pela protonação [26] .…”

“…Entre os polímeros condutores, a polianilina [1] é um material investigado por diversos grupos no Brasil e no exterior que merece grande destaque devido ao baixo custo, facilidade de preparo, boa estabilidade ao ambiente, além de boa condutividade elétrica [2][3][4][5][6][7] . Além disso, a PAni pode se comportar como um polímero intrinsecamente magnético [8] e suas propriedades magnéticas são frequentemente melhoradas de modo extrínseco, via inserção de partículas magnéticas [9][10][11] na matriz condutora.…”