Eletrofiação de fibras de borracha natural com adição de polianilina

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Processo FAPESP: 2013/18692-6

Pós-graduação em Ciência e Tecnologia de Materiais - FC

A técnica de eletrofiação tem sido utilizada na obtenção de fibras com diversos materiais poliméricos. Neste trabalho, foram desenvolvidos, de maneira inédita, materiais eletrofiados a partir de borracha natural e polianilina. Por esta técnica, foram obtidas mantas eletrofiadas com fibras de diâmetro menor que 1 µm. Para o desenvolvimento destas mantas eletrofiadas tornou-se necessário primeiramente realizar um amplo estudo sobre os parâmetros de processo, o qual constou em variar o fluxo de vazão da solução polimérica de 0,1, 0,25, 0,5 mL/h, a tensão aplicada ao processo de 10, 12,5, 15 kV e a rotação do coletor rotativo onde as fibras foram depositadas em 30, 40, 50 rpm. Após o estudo dos parâmetros de eletrofiação, foi selecionada uma série com os melhores parâmetros, que proporcionou a obtenção de mantas de borracha natural denominadas BN. Estas mantas foram posteriormente recobertas com polianilina pelo método de polimerização in situ, obtendo mantas de BN/PAni dopada e BN/PAni desdopada. Para fins de comparação foram também produzidas membranas densas pelo método casting, que foram caracterizadas quanto suas propriedades elétricas, onde mostrou bons resultados, se comportando como material ôhmico alcançando a condutividade na ordem de 10-6 S/m para BN/PAni dopada, enquadrado assim entre os materiais semicondutores. Além das propriedades elétricas foram também investigadas as propriedades térmicas, espectroscópicas e morfológicas dos materiais estudados. Os resultados deste trabalho mostraram que é possível eletrofiar a borracha natural formando fibras de diâmetro que alcançaram valores mínimos de até 0,92 μm.

The electrospinning technique has been used to obtain fibers with various polymer materials. In this work were developed in an unprecedented fibers electrospun from natural rubber and polyaniline. For this technique, fibers mats were obtained with fiber diameter of less than 1 micrometers. For the development of these electrospun mats became necessary to first perform an extensive study on the process parameters, which consisted in varying the flow of polymer solution at 0.1, 0.25, 0.5 ml/h, the voltage applied to the process 10, 12.5, 15 kV and rotation of the collector where the fibers were deposited on 30, 40, 50 rpm. After studying the electrospinning parameters, it selected a series with the best parameters, which provided obtaining natural rubber mats called NR. These mats were covered with polyaniline by in situ polymerization method, getting NR/PAni doped and NR/PAni undoped mats. For purposes of comparison were also produced membranes by casting method, which were characterized as its electrical properties, which showed good results, behaving as ohmic materials reaching the conductivity on the order of 10-6 S/m for NR/PAni doped, entering among the semiconductor materials. In addition to the electrical properties were also investigated the thermal, spectroscopic and morphological materials properties. These results showed that it is possible produced natural rubber fibers electrospun forming diameter fibers that have reached minimum values of up to 0.92 micrometers.