Caracterização de filmes formados por dispersões aquosas de poli(uretano-uréia)s para aplicação em membranas para permeação de gases

Entre os polímeros considerados promissores para a remoção seletiva de CO2, destacam-se aqueles que contêm os grupos glicol etilênico (EG). Nesta dissertação, foram obtidos filmes a partir de dispersões aquosas de poliuretano (PU), sintetizadas em trabalho anterior, à base de poli(glicol propilênico) (PPG), copolímero em bloco à base de poli(glicol etilênico) (PEG) e PPG (EG-b-PG), ácido dimetilolpropiônico (DMPA), diisocianato de isoforona (IPDI) e etilenodiamina (EDA). PPG, EG-b-PG e DMPA formaram as regiões flexíveis nas proporções de: PPG 100% e 0% EG-b-PG, PPG 75% e 25% EG-b-PG, PPG 50% e 50% EG-b-PG e PPG 25% e 75% EG-b-PG em termos de equivalentes-gramas. A influência da quantidade dos segmentos de PEG foi avaliada por ensaios de permeação com os gases CO2, CH4 e N2. Os filmes obtidos das dispersões foram caracterizados por espectrometria de infravermelho com transformadas de Fourier (FTIR), análise termogravimétrica (TGA), difração de raios x (DRX) e espalhamento de raios X a baixo ângulo (SAXS). Espectros de FTIR mostraram que os segmentos de EG influenciaram a frequência da banda de carbonila. Curvas de perda de massa (TG) mostraram perfis semelhantes de degradação, enquanto que as curvas derivadas apresentaram diferenças. DRX e SAXS mostraram que os segmentos de PEG promoveram uma maior ordenação na estrutura da membrana. Testes de permeação de gases mostraram que o aumento do teor de PEG aumentou o valor da permeabilidade para o CO2, indicando que os segmentos de PEG interagiram favoravelmente com este gás. Em relação ao CH4 e N2, houve uma diminuição na permeabilidade quando comparados com os valores encontrados para o CO2, sendo atribuído a perda de mobilidade segmental. Em termos de seletividade, para o par CO2/CH4 foi obtido um valor médio de 61,7 para a membrana contendo o maior teor de PEG, e o par CO2/N2 um valor médio de 121,5, sendo superior aos valores encontrados na literatura, tornando o material promissor

Hierarchical orientation of crystallinity by block-copolymer patterning and alignment in an electric field

Electron and hole conducting 10-nm-wide polymer morphologies hold great promise for organic electro-optical devices such as solar cells and light emitting diodes. The self-assembly of block-copolymers (BCPs) is often viewed as an efficient way to generate such materials. Here, a functional block copolymer that contains perylene bismide (PBI) side chains which can crystallize via π-π stacking to form an electron conducting microphase is patterned harnessing hierarchical electrohydrodynamic lithography (HEHL). HEHL film destabilization creates a hierarchical structure with three distinct length scales: (1) micrometer-sized polymer pillars, containing (2) a 10-nm BCP microphase morphology that is aligned perpendicular to the substrate surface and (3) on a molecular length scale (0.35-3 nm) PBI π-π-stacks traverse the HEHL-generated plugs in a continuous fashion. The good control over BCP and PBI alignment inside the generated vertical microstructures gives rise to liquid-crystal-like optical dichroism of the HEHL patterned films, and improves the electron conductivity across the film by 3 orders of magnitude. © 2013 American Chemical Society.

High performance non-volatile ferroelectric copolymer memory based on a ZnO nanowire transistor fabricated on a transparent substrate

A high performance ferroelectric non-volatile memory device based on a top-gate ZnO nanowire (NW) transistor fabricated on a glass substrate is demonstrated. The ZnO NW channel was spin-coated with a poly (vinylidenefluoride-co-trifluoroethylene) (P(VDF-TrFE)) layer acting as a top-gate dielectric without buffer layer. Electrical conductance modulation and memory hysteresis are achieved by a gate electric field induced reversible electrical polarization switching of the P(VDF-TrFE) thin film. Furthermore, the fabricated device exhibits a memory window of ∼16.5 V, a high drain current on/off ratio of ∼105, a gate leakage current below ∼300 pA, and excellent retention characteristics for over 104 s. © 2014 AIP Publishing LLC.