Estrutura e propriedades da difenil-4-amina sulfonato de sódio: um dopante de filmes condutores

Abstract

Recebido em 15/8/05; aceito em 6/1/06; publicado na web em 14/6/06 STRUCTURE AND PROPERTIES OF DIPHENYL-4-AMINE SODIUM SULPHONATE: A DOPANT OF CONDUCTIVE FILMS. This work contains the theoretical simulation of the conformation of diphenyl-4-amine sodium sulphonate (DASNa) and correlates its geometry with conductivity, showing that the conductivity increases as the molecule becomes more planar. The solvent effect was also evaluated, using water and dimethylsulfoxide. Some properties, such as bond distance, vibration al frequency and effective charge were calculated. The utilization of diphenyl-4-amine sodium sulphonate (DASNa) as dopant of aniline was investigated in view of the HOMO-LUMO energy gap.Keywords: molecular modeling; polymers; solvent effect. INTRODUÇÃOOs compostos contendo sulfonatos desempenham funções importantes como aditivos de materiais da construção civil, como dopantes de polímeros orgânicos e no campo da catálise. A fabricação e o manuseio do cimento e concreto são facilitados pelos sulfonatos, aumentando o tempo de vida útil e a operacionalidade dos mesmos. Filmes anticorrosivos de polipirrol podem ser eletroquimicamente preparados contendo dopantes, como sulfonato de vinila e estireno sulfonato [1][2][3][4] . Produtos contendo sulfonato de sódio podem ser usados como aditivos emulsificadores e inibidores de corrosão [5][6][7] . Em particular, a difenil-4-amina sulfonato de sódio, que denominaremos de DASNa, tem sido investigada em reações de homo e co-polimerização química com anilina, para formação de polímeros condutores solúveis em água 8 . A polianilina é um polímero orgâni-co estável ao ar, que apresenta propriedades condutoras úteis ao desenvolvimento de baterias, dispositivos eletrocrômicos ou, ainda, dispositivos microeletrônicos. O inconveniente da polianilina refere-se a sua limitada solubilidade em solventes orgânicos e em água, além da instabilidade em processos a altas temperaturas. A introdução de ácidos sulfônicos na cadeia da polianilina tornou a polianilina mais solúvel em água 8,9 . Neste sentido, encontra-se registrada a reação de co-polimerização química da anilina dopada com DASNa para produzir a poli[anilinaco-N-(4-sulfofenil)anilina], um co-polímero solúvel em solução aquosa básica e com condutividade de 0,006 S cm -1 . Da reação de homopolimerização entre os monômeros da anilina dopados quimicamente resulta a poli [N-(4-sulfofenil)anilina], com alto peso molecular e condutividade de 0,0035 S cm -1 . Em ambas reações foi empregada como agente oxidante uma mistura de ácido clorídrico e persulfato de amônio. Os co-polímeros resultantes têm condutividades que variam entre a do homo-polímero e da polianilina (5,2 S cm -1 ) 8,9 . Tem sido observada uma ampla gama de valores para as condutividades dos derivativos da polianilina, às vezes situadas no intervalo 100-400 S e por outras entre 10 -11 e 20 S cm -1 , levantando dúvidas de que estes valores pudessem também resultar da elaboração experimental dos filmes [10][11][12] . Destaca também que dopantes introduzidos na polia...

Pressure effect on Hg-12(n− 1)nsuperconductors and Casimir effect in nanometer scale

“…These structures can be predicted and calculated using DFT, as for example in GeO 2 molecule [25]. Molecular and solid-state conductivity can be evaluated by using the HOMO and LUMO orbital energy gap, once the conductivity is inversely proportional to this gap [26,27]. These calculations can be performed with the help of the Gaussian 03 package with the most appropriated functional and basis sets [28].…”