Diseño de polianilinas nanoestruturadas para aplicaciones termoeléctricas y sensores

Resumen

Dentro del conjunto de los polímeros intrínsecamente conductores, la polianilina (PANI) presenta una gran versatilidad en cuanto a su síntesis y propiedades que la hacen adecuada para un amplio campo de aplicaciones. Dentro de este contexto, la presente tesis tiene como objetivo el diseño y caracterización de nuevas polianilinas que combinen buenas propiedades (eléctricas, termoeléctricas, estabilidad térmica o piezorresistivas) con un coste asequible y con menor impacto medioambiental. Para ello se estudió la influencia del HCl, DBSA (ácido dodecilbencensulfónico) y NaSIPA (sal de sodio del ácido 5-sulfoisoftálico) como dopantes y de distintas rutas de síntesis sencillas y respetuosas con el medio ambiente, para la obtención de las PANIs. Así mismo, con el fin de mejorar las propiedades mecánicas del polímero sintetizado y reducir costes, se elaboraron nuevos materiales compuestos utilizando acetato de polivinilo como matriz polimérica y polianilina como carga conductora. Tanto las polianilinas sintetizadas como sus compuestos se han caracterizado por TGA, FTIR, Análisis Elemental, XRD y TEM. Las propiedades eléctricas, termoeléctricas y piezorresistivas se han estudiado en función del tipo de dopante, tipo de síntesis y cantidad de polianilina (en el caso de los compuestos), analizando el potencial uso de estos materiales en sensores y generadores termoeléctricos. Entre los distintos polímeros estudiados: las PANIs dopadas con DBSA obtenidas tanto por ruta de síntesis directa como por la indirecta, muestran las mejores propiedades para su uso en sensores térmicos; sin embargo, la PANI-NaSIPA muestra la mejor eficiencia termoeléctrica; los materiales compuestos de látex con un 30% en masa de PANI-HCl presentaron la conductividad de la PANI original obteniendo un buen balance de propiedades piezorresistivas y coste económico.