SÍNTESE E CARACTERIZAÇÃO DE NOVOS POLÍMEROS-CONJUGADOS BASEADOS EM DERIVADOS DE POLI(2,5-DI(2-TIENIL)PIRROL) (PSNS) E POLIPIRROL (PPy) COM PROPRIEDADES ELETROCRÔMICAS
Monômero; polimerização eletroquímica; dispositivos eletrocrômicos; copolímero.
Os polímeros conjugados são materiais eletrocrômicos com alto potencial para aplicação como camada opticamente ativa em dispositivos optoeletrônicos, por apresentarem alto contraste óptico, baixo tempo de resposta, maior processabilidade e eletrocromismo. Essas propriedades podem ser manipuladas por meio de modificações nas estruturas de seus monômeros/polímeros, o que pode ser realizado com a inserção de diferentes substituintes com grupos eletrodoadores e/ou eletrorretiradores. Dentre as metodologias alternativas relatadas na literatura destacamos em particular a síntese dos monômeros derivados de pirrol (Py) e 2,5-di(2-tienil)pirrol (SNS). Neste trabalho três novos monômeros derivados de Pirrol e SNS foram sintetizados com bons rendimentos: 2-(2,5-di(tiofen-2-il)-1H-pirrol-1-il)ethyl)-2-oxo-2H-cromeno-3- carboxamida (SNS-CM), 7-(3-(1H-pirrol-1-il)propoxi)-3H-fenoxazin-3-ona (PY-RES) e (E)-3-(4-(1Hpirrol-1-il)fenil)-1-(4-(dimetilamino)fenil)prop-2-en-1-ona (PY-CHA). Por meio da polimerização eletroquímica utilizando voltametria cíclica, foram obtidos os filmes de PSNS-CM e PPY-RES. Utilizando a metodologia de copolimerização dos monômeros com EDOT, foram obtidos os copolímeros PSNS-CMEDOT-co-EDOT, PPY-RES-co-EDOT e PPY-CHA-co-EDOT. Os copolímeros apresentaram propriedades eletrocrômicas otimizadas em comparação a seus homopolímeros (PSNS-CM, PPY-RES). Enquanto o filme PSNS-CM mostrou mudança reversível de cor amarelo no estado reduzido para azul-cinza no estado oxidado, o seu copolímero na proporção 1:5 (SNS:EDOT) apresentou maior variação de cor (vinho, vermelho, laranja, amarelo, verde e azul). O filme PPY-RES não apresentou propriedade eletrocrômica, enquanto seu copolímero PPY-RES-co-EDOT apresentou coloração amarelo mostarda no estado reduzido e laranja em estados mais oxidados. Apesar de não ter formado o filme PPY-CHA, o seu copolímero apresentou mudança reversível de cor entre seus estados reduzidos e oxidados (vinho, vermelho, laranja, amarelo, verde e azul). As mudanças de cores de todos os filmes foram também representadas pelas coordenadas de cores CIE 1931. Analisaram-se outras propriedades eletrocrômicas dos filmes: variação de transmitância (∆T%), eficiência eletrocrômica (η), eficiência coulômbica (EC) e tempo de resposta (). O copolímero PSNS-CM-co-EDOT apresentou ∆T% de 19,33 % (520 nm) e 46,01 % (938 nm), eficiência coulômbica de 79,67 % e eficiência eletrocrômica entre 65,00 cm2 C -1 e 164,8 cm2 C -1 . O copolímero PPY-RES-co-EDOT apresentou ∆T% de 38,0 % (950 nm), eficiência coulômbica de 76,42 % e eficiência eletrocrômica entre 72,49 cm2 C -1 e 110,0 cm2 C -1 .O copolímero PPY-CHA-co-EDOT apresentou ∆T% de 25,8 % (520 nm) e 37,5 % (940 nm), eficiência coulômbica de 98,70 % e eficiência eletrocrômica entre 61,27 cm2 C -1 e 135,49 cm2 C -1 . Os filmes foram submetidos a análises de ciclos redox (500º ciclos). Comparando esses valores com os dados de seus homopolímeros (PSNS-CM, PPY-RES e PPY-CHA), os copolímeros apresentaram melhores propriedades eletrocrômicas e são promissores para utilização em camadas ativas em dispositivos eletrocrômicos e janelas inteligentes. Utilizou-se o copolímero PSNS-CM-co-EDOT na proporção 1:5 para montagem de dois dispositivos eletrocrômicos: o primeiro (DEC1) usando o copolímero como eletrodo eletrocrômico e o PEDOT como eletrodo secundário, e o segundo (DEC2) usando o copolímero como eletrodo eletrocrômico e o ITO livre de filme depositado. O DEC1 apresentou mudança reversível de cor entre verde e azul enquanto o DEC2 entre vinho, amarelo e verde. Os dados observados sugerem que os copolímeros obtidos nesse trabalho são promissores para aplicação como camada ativa em dispositivos optoeletrônicos como janelas inteligentes.