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Type: Tese de Doutorado
Title: Estudo de eletrólitos poliméricos à base de poliéter por espectroscopia Raman, análise térmica e condutividade iônica.
Authors: Raigna Augusta da Silva
First Advisor: Marcos Assuncao Pimenta
First Co-advisor: Glaura Goulart Silva
First Referee: Pedro Licinio de Miranda Barbosa
Second Referee: Ronald Dickman
Third Referee: Annette Gorenstein
metadata.dc.contributor.referee4: Josué Mendes Filho
Abstract: Eletrólitos poliméricos são compostos formados pela dissolução de sais em macromoléculas que contém heteroátomos (-O, -S, -N, -P) que interagem fortemente com os cátions. Os polímeros condutores iônicos apresentam interesse especial por causa de suas aplicações eletroquímicas. Neste trabalho, estudamos os eletrólitos poliméricos formados pela dissolução de sais percloratos (LiClO4 e NaClO4) em polietileno glicol (PEG) e trifluorometanosulfonato de lítio (LiCF3SO3 ou LiTf) em polidioxolano (PDXL) e no tribloco (PEG-PPG-PEG). Esses sistemas foram investigados por espectroscopia Raman, análise térmica, difração de raios X e medidas de condutividade iônica.Ao aumentarmos a concentração de sal nos sistemas complexados com o sal perclorato ou triflato, observamos nos espectros Raman ao analisarmos os modos internos de simetria A1 dos ânions ClO4 - e CF3SO3 - um aumento no número de espécies associadas com o aumento da concentração de sal. Para os sistemas PEG/MClO4 observamos a presença de espécies livres, associadas e micro-segregação de sal, cuja ocorrência é dependente da concentração de sal, do tamanho da cadeia polimérica e do tipo de cátion. Um aumento da concentração de sal nos sistemas complexados com o triflato produz uma diminuição na temperatura de degradação do sistema e um aumento na temperatura de transição vítrea (Tg) observados pelas técnicas de análise térmica (TG e DSC). Para os sistemas PDXL/LiTf e Tribl./LiTf observamos das medidas de difração de raios X que o sistema PDXL/LiTf apresenta variação na sua cristalinidade com a variação da concentração de sal. Já o Tribl./LiTf apresenta-se completamente amorfo em toda a faixa de concentração estudada. Estudos Raman dos sistemas complexados com o sal triflato mostram um aumento na associação iônica com o aumento da temperatura para todas as concentrações estudadas. O aumento na concentração de sal nos eletrólitos PDXL e Tribl. Complexados com LiTf produz um aumento na condutividade iônica dos sistemas para baixas concentrações de sal (x < 12% m/m), um valor praticamente constante na faixa intermediária (~10 < x < 40% m/m) e um decréscimo em seu valor para altas concentrações (x > 50% m/m) vista no sistema PDXL/LiTf.
Abstract: Polymer electrolytes are compounds formed by the dissolution of salts in polar medium molar mass macromolecules, which strong interactions with cations. The ion conduction polymers have been investigated due to their potential application in numerous electrochemical devices. In this work, we focused on the polymer electrolytes formed by the dissolution of perchlorate salts (LiClO4 and NaClO4) in polyethylene glycol (PEG) and lithium trifluoromethanesulfonate (LiCF3SO3) or lithium triflate (LiTf) in polydioxolan (PDXL) and triblock (PEG-PPG-PEG). These systems were investigated by Raman spectroscopy, thermal analysis, X-ray diffraction and ionic conductivity measurements.The analysis of the Raman band associated with the n1 anion mode shows an increase of the associated species with salt concentration. The results of the PEG/MClO4 systems show the presence of free-ions (or solvent separated ion pairs), contact pairs and higher aggregates whose relative concentrations depend on the salt concentration, chain length and cation type. The increase of the salt concentration decreases the degradation temperature and increases of the glass temperature, as evidenced by the thermal analysis (TG and DSC) of PDXL and tribl. complexed with the lithium triflate salt. The results of the X-ray diffraction show exchanges in the cristalinity of the PDXL/LiTf systems with the salt concentration. The Raman spectroscopy study with temperature shows the enhancement of the associated species with increasing temperature. The conductivity measurements show an increase in the ionic conductivity for the low concentration samples (x < 12% w/w), constant values for s in the range 10 < x < 40% w/w concentrations and a decrease in the conductivity for the PDXL/LiTf system in higher concentration samples (x > 50% w/w).
Subject: Física
Eletrólitos
language: Português
Publisher: Universidade Federal de Minas Gerais
Publisher Initials: UFMG
Rights: Acesso Aberto
URI: http://hdl.handle.net/1843/BUOS-9GGR3V
Issue Date: 29-Oct-1999
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