Preparação e caracterização de filmes de Poli(vinilpiridinas)/ácidos: estudos espectroscópicos, térmicos e de condutividade protônica

Abstract

O trabalho consiste no estudo dos espectros vibracionais na região do infravermelho, das curvas de termogravimetria e calorimetria exploratória diferencial para os filmes formados com poli(2-vinilpiridina) (P2VP) e ácidos. Preliminarmente se estudou a formação dos filmes com o polímero poli(4-vinilpiridina) (P4VP), através dos espectros vibracionais. Os filmes de P2VP obtidos em meio de ácido fosfórico e ácido oxálico mostraram-se mais adequados para os objetivos do estudo, principalmente devido as suas características físicas, como higroscopicidade e maleabilidade. Também foram realizados estudos de condutividade protônica e elétrica, no sentido de investigar a adequação desses filmes para utilização em células a combustível. Os espectros vibracionais dos filmes na região do infravermelho mostraram um deslocamento da banda de estiramento CN do anel piridínico, para maiores números de onda, sendo que o deslocamento observado é dependente da natureza e concentração do ácido. As curvas de termogravimetria indicaram a presença de água nos filmes e uma redução na temperatura onde se inicia a degradação térmica dos filmes, quando comparados ao polímero puro, mostrando que os filmes são estáveis até temperaturas da ordem de 200 ºC. As curvas de calorimetria diferencial mostraram uma variação na temperatura de transição vítrea para valores menores quando comparadas com a transição vítrea do polímero puro, esta variação é dependente da natureza e quantidade de ácido presente nos filmes. As medidas de condutividade elétrica mostraram que os filmes conduzem pouca eletricidade. Os filmes são solúveis em água e em misturas água/etanol e insolúveis em etanol, podendo ser exposto, sem alteração do mesmo em umidade relativa de no máximo 57 % . A condutividade protônica dos filmes aumentou conforme a quantidade de ácido presente no filme é aumentada e, para proporção de P2VP/H3PO4 1:1, a condutividade protônica é da ordem de 10-5 S.cm-1.