Poli tiofeno

Poli -tiofeno

Historia El estudio de los poli-tiofenos y ms ampliamente la de los polmerosconductores se ha desarrollado fundamentalmente en las ltimas tres dcadas, para verse confirmada con la obtencin en el ao 2000 delPremio Nobel de QumicaporAlan J. Heeger,Alan G. MacDiarmidyHideki Shirakawapor el descubrimiento y desarrollo de los polmeros conductores..

Se han publicado un nmero importante de artculos de revistas sobre los PT, el primero de ellos data de 1981. Schopf y Komehl han publicado una revisin de la literatura publicada entre 1990 y 1994.Roncali descubri la sntesis a travs de laelectroqumicaen 1992, y las propiedades electrnicas de los PT sustituidos en 1997. Estos artculos son excelentes guas para conocer las publicaciones sobre los PT en las ltimas dos dcadas

Reaccin de polimerizacinLos poli-tiofenos(PT) son una familia depolmeros(macromolculas) resultado de lareaccindepolimerizacindeltiofeno, un heterociclosulfurado, que puede llegar a serconductorIntrnseco cuando se le agregan o se le quitanelectronesde losorbitales pconjugadospor dopaje.Poli-adicin: reacciones qumicas en las cuales el polmero se origina mediante sucesivas adiciones de grupos funcionales (monomero A) a estructuras moleculares con dobles enlaces (monomero B).

Un ejemplo de este tipo de reaccin con el monmero estireno pasando a ser poli-estireno

Elpolmeroformado por la unin entre tiofenos a travs de las posiciones 2,5 es llamadopoli-tiofeno. se tornan conductores elctricos luego de una oxidacin parcial (se convierten en 'metales orgnicos').

Heterociclo sulfurado Tiofeno

Electrones desapareados en las posiciones 2 y 5

Polimerizacin Bandas de Energa

Banda de valencia (BV)est ocupada por loselectrones de valenciade los tomos, es decir, aquellos electrones que se encuentran en la ltima capa o nivel energtico de los tomos. Los electrones de valencia son los que forman los enlaces entre los tomos, pero no intervienen en la conduccin elctrica. Banda de conduccin (BC)est ocupada por loselectrones libres, es decir, aquellos que se han desligado de sus tomos y pueden moverse fcilmente. Estos electrones son los responsables de conducir la corriente elctrica.

Dopaje

La tarea del agente de dopaje es aadir o eliminarelectronesen la cadena de polmero por medio de una reaccin de tipooxidacion.

Los electrones estn des localizados a lo largo de las cadenas conjugadas de los polmeros conductores, en general, por la superposicin de los orbitales p, lo que resulta en un sistema extendido con unabanda de valenciallena. Al eliminar los electrones del sistema (dopaje p), o mediante la adicin de (dopaje n), se forma una unidad cargada llamadabipolaron. La polimerizacin oxidativa concloruro frricopuede dar lugar a un dopaje por elcatalizadorresidual

Criterio para identificarlo

Clasificacin

CLASIFICACINOrigenComposicinEstructuraProduccinSintticoHomopolmero

LinealIngenieraNomenclaturaMonmero: Nombre trivial reconocido por la IUPAC TiofenoTiolOtros nombres comerciales Tiaciclopentadieno Tiofurano Polmero:Abreviatura.PTNombre:Poli-Tiofeno

Ya conociendo la nomenclatura de la unidad repetitiva monomerica al polimerizarse se le llama poli-tiofeno

Pesos Moleculares Las reacciones de polimerizacin ocurren en centsimas de segundo y no son perfectas, por lo que es imposible garantizar que todas las molculas tengan el mismo grado de polimerizacin y por ende el mismo PM . Es por esto que en los materiales plsticos no se habla de un valor estricto de masa molecular si no de una distribucin de masas o pesos moleculares.

Si consideramos un espcimen de material, cuya masa total es W gramos, encontraramos que est compuesto por fracciones de molculas con diferentes pesos o masas moleculares relativas .

Poli-tiofeno

Grado de polimerizacinFraccinMi (g/mol)10003584000150070126000200035168000PM monmero84.104g/molTransiciones trmicas las transiciones trmicas en un material polimrico estn ntimamente ligadas a la estructura. Los materiales polimricos se caracterizan por presentar dos tipos transiciones trmicas principales:

Temperatura de fusin cristalina (Tm) Es la temperatura de la regin o dominio cristalino de la muestra

Temperatura de transicin vtrea (Tg)Es aquella en la cual la regin amorfa toma las propiedades caractersticas del vidrio (estado vtreo).

Transicin Trmica Poli-tiofeno En el anlisis trmico realizado sobre las partculas del polmero sintetizadas se muestran en la siguiente grafica de anlisis trmico diferencial ( DTA ).

Sntesis de Polmeros Conductores

Los conductores intrnsecos son materiales polimricos cuyas molculas son capaces de conducir la electricidad. La conductividad es una propiedad intrnseca del material, Los polmeros conductores ms comunes poseen una distribucin de dobles enlaces C = C alternndose con enlaces carbono-carbono sencillos a lo largo de la cadena: poliacetileno, polipirrol, politiofeno, polianilina,...

Existen muchas formas para sintetizar polmeros semiconductores.

Por sntesis directa: (el mtodo fue desarrollado por Sirakawa en 1971). La pared interna de un recipiente de vidrio se recubre con un catalizador Ziegler-Natta. El paso de una corriente de monmero da paso a una pelcula brillante de polmero.

Por oxidacin qumica del monmero: En una disolucin monomrica se aade un oxidante cuyo potencial corresponda al potencial de oxidacin del monmero.. Por oxidacin electroqumica: Anloga a la oxidacin qumica. Ahora el proceso es heterogneo y se produce sobre el nodo de una clula electroqumica que contiene un disolvente y una sal. Esta permite el paso de corriente y favorece la oxidacin del polmero.. Por oxidacin en plasma: La generacin de un plasma inicia la polimerizacin en la superficie sobre la que se proyecta.

Otros mtodos: Pirolisis parcial de polmeros no conductores, polimerizaciones foto iniciadas, polimerizaciones por condensacin, etc.

Sntesis electroqumica Durante la polimerizacin electroqumica, un potencial elctrico se aplica a una solucin que contiene un tiofeno yelectrolito, produciendo de este modo un PT pelcula conductora al nodo

Proceso de Sintetizacion Qumica tecnolgica30Propiedades del Poli-tiofenoPropiedades mecnicas: son muy frgiles y tienen poca procesabilidad. Estas desventajas pueden ser superadas mediante la formacin de mezclas o compsitos con otras matrices polimricas con buena flexibilidad.

Propiedades elecrticas: gracias a su deslocalizacion de electrones son capaces de conducir la electricidad ganndose el nombre de metales orgnicos baja resistencia, alta capasitancia.

Propiedades Qumicas: su estrcutura es una cadena polimerica lineal unida por enlaces covalentes, que se descompone a los 359 c.

Propiedades pticas: Los politiofenos muestran propiedades pticas resultantes de su estructura conjugado, como se muestra por lafluorescenciade una solucin de politiofeno sustituido bajo irradiacin UV.Aplicaciones

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