Síntese do poliparafenileno (PPP): estudo comparativo e caracterização

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Main Author: Ferreira, Heber Garcia
Publication Date: 1997
Format: Master thesis
Language: por
Source: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
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Summary: Foram realizados estudos comparativos de poli-(para-fenileno) (PPP) obtido pelos métodos de KOVACIC e KAERIYAMA. O PPP foi obtido usando o método de KOVACIC (oxidação do benzeno na presença de CuCl2 usando AlCl3 como catalisador) e pelo método de KAERIYAMA por meio da polimerização do metil-2,5-dicloro benzoato (1) em uma reação que utiliza Ni0 obtido a partir da redução do NiBr2 com trifenilfosfina e zinco em pó. O poli[2-(metoxicarboxi)fenileno-1,4-diyl] (2) foi obtido e submetido à hidrólise em NaOH alcóolico, gerando o poli-(2-carboxifenileno-1,4-diyl) (3) e, finalmente, por descarboxilação com CuO, produziu o poli-(para-fenileno). O material obtido em ambos os métodos foi dopado com cloreto férrico FeCl3 na razão de concentrações molares 1:0,50; 1:1,0 e 1:2,0. A caracterização das amostras obtidas foi feita por infravermelho, microscopia eletrônica de varredura (MEV), difração de raios X (DRX), análise elementar, análise térmica, ressonância paramagnética de elétrons (RPE) e medidas elétricas de impedância. Os resultados dos espectros no infravermelho exibem as bandas características dos polifenilenos substituídos na posição para, próprias do PPP; a microscopia eletrônica e análise elementar mostram que o método de KOVACIC apresenta um grau de polimerização maior do que o obtido pelo método de KAERIYAMA. A termogravimetria do PPP em N2 obtido via método de KOVACIC exibe perda de massa em uma temperatura maior do que aquele obtido via método de KAERIYAMA. Os difratogramas de raios X do PPP obtido em ambos os métodos indicam estruturas semi-cristalinas. A fase amorfa aumentou com o aumento da concentração do dopante. Os espectros de RPE das amostras de PPP puro mostram uma linha intensa correspondendo a um radical livre com um g = 2,002, enquanto nas amostras dopadas observa-se a sobreposição da linha estreita do radical livre com uma linha muito larga que se altera com o aumento da concentração do dopante. As medidas de condutividade do PPP foram realizadas em pastilhas cilíndricas com eletrodos de alumínio. O PPP obtido pelo método de KOVACIC apresentou condutividade maior do que aquele obtido pelo método de KAERIYAMA para todas as concentrações de Fe utilizadas na dopagem.
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O material obtido em ambos os métodos foi dopado com cloreto férrico FeCl3 na razão de concentrações molares 1:0,50; 1:1,0 e 1:2,0. A caracterização das amostras obtidas foi feita por infravermelho, microscopia eletrônica de varredura (MEV), difração de raios X (DRX), análise elementar, análise térmica, ressonância paramagnética de elétrons (RPE) e medidas elétricas de impedância. Os resultados dos espectros no infravermelho exibem as bandas características dos polifenilenos substituídos na posição para, próprias do PPP; a microscopia eletrônica e análise elementar mostram que o método de KOVACIC apresenta um grau de polimerização maior do que o obtido pelo método de KAERIYAMA. A termogravimetria do PPP em N2 obtido via método de KOVACIC exibe perda de massa em uma temperatura maior do que aquele obtido via método de KAERIYAMA. Os difratogramas de raios X do PPP obtido em ambos os métodos indicam estruturas semi-cristalinas. A fase amorfa aumentou com o aumento da concentração do dopante. Os espectros de RPE das amostras de PPP puro mostram uma linha intensa correspondendo a um radical livre com um g = 2,002, enquanto nas amostras dopadas observa-se a sobreposição da linha estreita do radical livre com uma linha muito larga que se altera com o aumento da concentração do dopante. As medidas de condutividade do PPP foram realizadas em pastilhas cilíndricas com eletrodos de alumínio. O PPP obtido pelo método de KOVACIC apresentou condutividade maior do que aquele obtido pelo método de KAERIYAMA para todas as concentrações de Fe utilizadas na dopagem.Comparative studies of poly-(para-phenylene) (PPP) obtained by the KOVACIC and KAERIYAMA methods were undertaken. PPP was obtained using the KOVACIC method (oxidation of benzene in the presence of CuCl2 using AlCl3 as catalyst) and by the KAERIYAMA method through the polymerization of methyl 2,5-dichlorobenzoate (1) in a reaction that uses Ni0 obtained from the reduction of NiBr2 with triphenylphosphine and powdered zinc. Poly[2-(methoxycarbonyl)-phenylene-1,4-diyl] (2) was obtained and submitted to hydrolysis in alcoholic NaOH, generating poly-(2-carboxyphenylene-1,4-diyl) (3) and, finally, by decarboxylation with CuO, producing poly-(para-phenylene). The material obtained by both methods was doped with ferric chloride (FeCl3) in molar ratios of 0.5:1, 1:1, and 2:1. The characterization of the samples was performed by infrared spectroscopy, scanning electron microscopy (SEM), X-ray diffraction (XRD), elemental analysis, thermal analysis, electron spin resonance (ESR), and electrical impedance measurements. The infrared spectra show the bands of substituted polyphenylene in the para position characteristic of PPP. SEM and elemental analysis indicate that the PPP obtained via the KOVACIC method has a higher degree of polymerization than that obtained via the KAERIYAMA method. Thermogravimetric analysis (TGA) of PPP in N2 obtained via the KOVACIC route shows weight loss at a higher temperature than that obtained via the KAERIYAMA route. The XRD diffractograms of PPP from both methods indicate semi-crystalline structures. The amorphous phase increases with increasing dopant concentration. ESR spectra of pure PPP samples show a strong line corresponding to a free radical with g = 2.002, whereas doped samples exhibit a superposition of the narrow free radical line with a very broad line that changes with increasing dopant concentration. Conductivity measurements of PPP were performed using cylindrical pellets with aluminum electrodes. The PPP obtained by the KOVACIC method showed higher conductivity than that obtained by the KAERIYAMA method for all Fe doping concentrations.Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USPRodrigues, EdsonFerreira, Heber Garcia1997-10-10info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttps://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/75/75132/tde-15102025-113107/reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USPinstname:Universidade de São Paulo (USP)instacron:USPLiberar o conteúdo para acesso público.info:eu-repo/semantics/openAccesspor2025-10-16T12:04:02Zoai:teses.usp.br:tde-15102025-113107Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.teses.usp.br/PUBhttp://www.teses.usp.br/cgi-bin/mtd2br.plvirginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.bropendoar:27212025-10-16T12:04:02Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)false
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