Blindagem eletrostática e dissipação da carga estática em um substrato isolante elétrico com filmes de polímero intrinsecamente condutor

Abstract

Foram desenvolvidos revestimentos condutores com características antiestáticas com misturas de diferentes resinas com cargas de um polímero intrinsecamente condutor, a polianilina (PAni). O objetivo é tornar condutora a superfície de um substrato isolante, o copolímero Acrilonitrila Butadieno Estireno (ABS), para blindagem e dissipação da carga estática. A PAni foi sintetizada em emulsão água/tolueno, em uma única etapa, e protonada com ácido dodecilbenzeno sulfonato (DBSA); obteve-se assim PAni/DBSA na fase sal de esmeraldina, solubilizada em tolueno. A PAni/DBSA em solução foi misturada com resinas acrílica e epóxi, para produção de revestimentos condutores, e foram avaliadas suas propriedades físico-químicas, morfológicas, mecânicas e elétricas. A PAni/DBSA assim como as resinas e os revestimentos produzidos foram caracterizadas por Espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier. Destarte, caracterizaram-se os revestimentos por: Microscopia Eletrônica de Varredura e Espectroscopia Dispersiva de Raio-x, para análise da distribuição das fibras do polímero condutor; rugosímetro, para avaliação da homogeneidade dos filmes; Microscopia Óptica, para medição da espessura dos filmes sobre os substratos. Ensaios mecânicos de impacto e adesão foram realizados para verificação da eficiência da aplicabilidade dos revestimentos sobre os substratos. Também se analisou a influência da degradação na condutividade dos revestimentos em um ensaio acelerado de Câmara Úmida Ultravioleta e outra análise da condutividade em 4 pontas. Com base nos resultados obtidos, foi possível constatar que houve a dissipação e blindagem eletrostática, e consequentemente a possibilidade do uso dos revestimentos condutores com PAni em materiais não condutores como ABS.

Conductive coatings with antistatic characteristics have been developed from mixtures of different resins with charge of an intrinsically conductive polymer, polyaniline (PAni). The objective is to make the surface of an insulating substrate, the Acrylonitrile Butadiene Styrene (ABS) copolymer, conductive for shielding and dissipation of static charge. PAni was synthesized in water / toluene emulsion in one step and protonated with dodecylbenzene sulfonate acid (DBSA); PAni / DBSA was thus obtained in the emerald salt phase, solubilized in toluene. PAni / DBSA in solution was mixed with acrylic and epoxy resins to produce conductive coatings, and their physical-chemical, morphological, mechanical and electrical properties were evaluated. PAni / DBSA as well as the resins and coatings produced were characterized by Fourier transform infrared spectroscopy. Thus, the coatings were characterized by: Scanning Electron Microscopy and X-ray Dispersive Spectroscopy, for analysis of the distribution of the conductive polymer fibers; roughness tester to evaluate the homogeneity of the films; Optical microscopy for measuring the thickness of films on substrates. Mechanical impact and adhesion tests were performed to verify the efficiency of the applicability of the coatings on the substrates. The influence of degradation on the conductivity of coatings was also analyzed in an accelerated Ultraviolet Wet Chamber assay and another 4-point conductivity analysis. Based on the results obtained, it was possible to verify that there was dissipation and electrostatic shielding, and consequently the possibility of using conductive PAni coatings in non-conductive materials such as ABS.