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Título: Eletrofiação de compósitos com matriz polimérica de PEDOT:PSS
Autor(es): Costa, Eduardo Lima
Orientador(es): Cava, Carlos Eduardo
Palavras-chave: Materiais nanoestruturados
Polímeros condutores
Eletrofiação
Filmes finos
Compostos poliméricos
Nanostructured materials
Conducting polymers
Electrospinning
Thin films
Polymeric composites
Data do documento: 27-Mar-2019
Editor: Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Câmpus: Londrina
Citação: COSTA, Eduardo Lima. Eletrofiação de compósitos com matriz polimérica de PEDOT:PSS. 2019. 62 f. Dissertação (Mestrado em Ciência e Engenharia de Materiais) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Londrina, 2019.
Resumo: A eletrofiação é uma técnica de processamento de polímeros baseada na utilização de um campo eletrostático controlado, sendo capaz de produzir fibras em dimensões nanométricas com elevada área superficial e porosidade. A técnica permite a possibilidade de deposição de diversos compósitos ou cargas em matrizes poliméricas, visando melhorias de suas propriedades iniciais como por exemplo, a elétrica, mecânica, térmica e óptica. O Poli(3,4-etilenodioxitiofeno):Poli(estireno sulfonato) (PEDOT:PSS) é uma blenda polimérica que apresenta condutividade elétrica, estabilidade térmica, química e oxidativa, transparência óptica e plasticidade que permite a formação de filmes finos e outras estruturas como as nanofibras e nanofios obtidos pela eletrofiação. Em escala nanométrica, materiais baseados em polímeros conjugados, apresentam uma vasta gama de propriedades, podendo serem submetidos a diversos processos de pós-tratamentos para ampliação de suas aplicações, seja por suas características intrínsecas ou por suas associações a outros materiais. Nanofios de prata (AgNW) que se destacam por suas propriedades como transparência óptica, condutividade térmica e elétrica, sendo aplicados em compósitos orgânicos no intuito de acréscimo nos valores relativos destas propriedades na matriz orgânica, diversificando os ramos de aplicações. Umas das aplicações para estes compósitos estão nas Células Solares Poliméricas (PSC) na qual atua entre as camadas destes dispositivos, proporcionado uma interface entre o ânodo e o material doador de elétrons. Neste trabalho a avaliação das técnicas de eletrofiação e spin-coating para a formação e otimização das propriedades elétricas, ópticas e morfológicas de filmes dos compósitos PEDOT:PSS/AgNW obtidos pela técnica de spin-coating e PEDOT:PSS/PVA/AgNW obtidos pela técnica de eletrofiação foram realizadas pelo método de planejamentos experimentais. As produções de filmes dos compósitos apresentaram espessuras em torno de 40 nm, condutividade elétrica de 150 S/cm e transmitância na ordem de 92% para luz visível.
Abstract: Electrospinning is a manufacturing polymer technique based on a controlled electrostatic field, producing fibers on nanometric scale with high superficial area and porosity. This technique allows a variety composite or charge deposition on a polymeric matrix, improving its intrinsic properties, such as electric, mechanical, thermal and optical properties. Poly(3,4-ethylenedioxythiophene) polystyrene sulfonate (PEDOT:PSS) is a polymeric blend with good electric conductivity, thermal stability, chemical, and oxidant, optical transparency and plasticity, properties that allow the polymeric blend to be used to obtain thin films, as other structures such as nanofibers and nanowires obtained by electrospinning technique. In a nanometric scale, materials based on conjugated polymers present a wide range of properties, allowing different post-treatment, increasing its applications, due intrinsic properties or due association with other materials. Silver nanowires (AgNW) are interesting due its properties such as optical transparency, and thermal and electric conductivity, being used on organic composites to increase those properties on organic matrix for more applications. One of those applications is Polymeric Solar Cells (PSC), lending between two layers of the dispositive, acting as an interface of the anode material and the electron donor material. In this paper, electrospinning and spin-coating techniques are analyzed for thin films production and optimization of electric, optic and morphologic properties of PEDOT:SS/AgNW composites obtain by electrospinning and spin-coating techniques, supported by Design of Experiments (DOE). Thin films produced has 40 nm of thickness, electric conductivity of 150 S/cm, and transparency of 92% for visible light.
URI: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/4126
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