Spectroscopy Analyses of Polyurethane/Polyaniline IPN Using Computational Simulation (Amber, MM+ and PM3 Method)

Análisis espectroscópicos de IPN de poliuretano/polianilina mediante simulación computacional (método Amber, MM+ y PM3)

Se analizaron los IPN de poliuretano (PU)/polianilina (PANI), en tres relaciones de composición (95/05, 75/25, 60/40), tras la acción de la enzima ureasa, mediante el software Hyperchem 8v. Se realizaron análisis teóricos de la energía libre de Gibbs, FTIR y 13C-NMR. La generación de grupos funcionales debida a la hidrólisis se analizó mediante FTIR. Los espectros 13C-NMR de las tres relaciones mostraron una superposición de los espectros individuales de PU y PANI y una disminución apreciable de las señales debida a la acción de la enzima ureasa. Los orbitales mostraron que la densidad electrónica del HOMO (Highest Occupied Molecular Orbital) se localiza predominantemente en el enlace C-C, lo que indica que la unión de PU/PANI con la enzima ureasa contiene un orbital d vacante. Se concluye que la adsorción de la enzima ureasa aumenta el grado de hidrólisis del IPN.

INTRODUCCIÓN

Los polímeros son conocidos por tener buenas propiedades de aislamiento y son uno de los materiales más utilizados en el mundo moderno. Sin embargo, se ha descubierto que hay algunos polímeros que tienen propiedades conductoras. Hay al menos cuatro grandes clases de polímeros semiconductores que se han desarrollado hasta ahora. Incluyen polímeros conductores conjugados, polímeros de transferencia de carga, polímeros conductores iónicos y polímeros rellenos conductores. El potencial de uso de polímeros rellenos conductores se ha multiplicado debido a su facilidad de procesamiento, buena estabilidad ambiental y amplia gama de propiedades eléctricas.

Los polímeros conductores son materiales poliméricos con características metálicas y semiconductoras, una combinación de propiedades no exhibida por ningún otro material conocido. Una propiedad principal de un polímero conductor es la presencia de enlaces dobles conjugados a lo largo del esqueleto del polímero. En la conjugación, los enlaces entre los átomos de carbono son alternadamente simples y dobles. Dado que los electrones en un sistema conjugado están solo débilmente unidos, puede ser posible el flujo de electrones. Cada enlace contiene un enlace "σ" localizado que forma un enlace químico fuerte. Además, cada enlace doble también contiene un enlace "π" menos fuertemente localizado que es más débil. Esto permite que los electrones se delocalicen sobre todo el sistema y luego sean compartidos por muchos átomos. Esto significa que este tipo de electrones puede moverse por todo el sistema. Sin embargo, la conjugación por sí sola no es suficiente para hacer que el material polimérico sea conductivo.

Además, el material polimérico necesita ser dopado para que ocurra el flujo de electrones. La dopación es la adición de electrones (reacción de reducción) o la eliminación de electrones (reacción de oxidación) del polímero.