Preparación de nanocompuestos de maghemita y polianilina asistida por ultrasonidos

Preparation of Maghemite and Polyaniline Nanocomposites Assisted by Ultrasound

El estudio de sistemas constituidos por nanopartículas de óxido de hierro y polianilina ha aumentado en los últimos años. Sin embargo, pocos estudios están relacionados con el efecto de la sonicación en la preparación de estos materiales híbridos. En este trabajo se estudió el efecto de la sonicación sobre las propiedades de los híbridos maghemita/polianilina mediante técnicas de diseño experimental. Los materiales obtenidos se estudiaron mediante espectroscopia infrarroja, difracción de rayos X y análisis termogravimétrico. Las muestras también se caracterizaron midiendo la resistividad eléctrica y mediante ensayos de fuerza magnética. Los resultados obtenidos muestran que el aumento de la potencia de sonicación produce el aumento del proceso de dopaje y la disminución de la resistividad eléctrica. La misma potencia de sonicación produjo la destrucción de una gran cantidad de maghemita, lo que condujo a una disminución de las fuerzas magnéticas.

INTRODUCCIÓN

Entre los polímeros conductores, la polianilina es un material investigado por varios grupos en Brasil y en el extranjero que merece gran destaque debido a su bajo costo, facilidad de preparación, buena estabilidad en el medio ambiente, así como una buena conductividad eléctrica. Además, la PAni también puede comportarse como un polímero intrínsecamente magnético y sus propiedades magnéticas se mejoran a menudo extrínsecamente mediante la inserción de partículas magnéticas en la matriz conductora. Estos híbridos formados por la fracción inorgánica confinada en el polímero conductor combinan las ventajas de los materiales inorgánicos y orgánicos y se han estudiado cada vez más.

Por ejemplo, un análisis bibliométrico utilizando los términos polianilina y maghemita arroja un total de 137 publicaciones en los últimos diez años, con el 43% concentrado en los dos últimos años. En este contexto, nuestro grupo ya ha desarrollado un proceso para la modificación de nanopartículas de maghemita con polianilina dopada con DBSA. Estos materiales híbridos se prepararon mediante un proceso de polimerización de anilina bajo condiciones mecánicas utilizando 8 y 25 por ciento en masa de nanopartículas de maghemita. Las nanopartículas de maghemita utilizadas tenían un diámetro de unos 10 nm y una fuerza magnética de unos 14 mN/g. El compuesto que contenía la mayor cantidad (25% en masa) de nanopartículas tenía una fuerza magnética y una resistividad eléctrica de 8,0±0,2 mN/g y (2,4 ± 1,6)×102 Ω.cm, respectivamente.

En el presente trabajo se estudió, mediante un diseño experimental, la preparación de híbridos de maghemita y polianilina mediante polimerización in situ asistida por ultrasonidos.