Electrodeposición de polipirrol sobre electrodos de aluminio en soluciones de AOT

I.L. LEHR; S.B. SAIDMAN

Bahía Blanca

Jornada; IV Jornadas Abiertas. Departamento de Física.; 2005

Departamento de Física. Universidad Nacional del Sur

Los polímeros orgánicos con conductividad electrónica presentan extraordinarias propiedades electrónicas, electroquímicas y electroópticas, y pueden ser empleados en baterías recargables, dispositivos electrónicos y electrocrómicos, sensores de gases, etc. Si bien en la mayor parte de los trabajos de investigación el proceso de electropolimerización se lleva a cabo mediante la oxidación electroquímica del correspondiente monómero sobre sustratos inertes, son cada vez mas los estudios asociados con la electropolimerización sobre metales activos. Este último punto se relaciona a otra aplicación muy importante de estos polímeros: la protección de materiales contra la corrosión. Así, los polímeros conductores pueden disminuir la corrosión de un material por formación de una película aislante entre el material y el medio agresivo, pueden también actuar como ánodos de sacrificio, como reservorios de inhibidores de la corrosión ó bien pueden estabilizar la película pasiva. Dentro de esta temática se estudia la inhibición de la corrosión del aluminio en solución de cloruro mediante la electroformación de películas de polipirrol. Las condiciones experimentales para la electrodeposición deben garantizar la formación de una película pasiva que inhiba la disolución del sustrato sin impedir la oxidación del monómero y la posterior polimerización. En este trabajo se estudió la electrodeposición de polipirrol (PPy) sobre electrodos de aluminio empleando soluciones de AOT (bis(2- etilhexil) sulfosuccinato de sodio) mediante experiencias potenciostáticas. El AOT es un surfactante aniónico cuyo principal uso está relacionado a la formación de micelas inversas. El comportamiento redox de las películas formadas se estudió mediante voltametría cíclica en diferentes electrolitos (0,5 M NaNO3, 0,5 M NaCl, 0,5 M CaCl2, 0,1 M NaOH y soluciones 0,05 M AOT de distinto pH). La caracterización de los recubrimientos se realizó también empleando SEM/EDAX y las propiedades anticorrosivas se analizaron mediante curvas de polarización y medidas de potencial de circuito abierto en soluciones de cloruro. Se obtuvieron películas de PPy estables, homogéneas y adherentes en soluciones 0,05 M AOT en un amplio intervalo de pH (3,2-12). La electrodeposición se realizó a 0,9 V vs ECS. La formación de un óxido muy protector en medio neutro impide la electropolimerización si se emplean aniones inorgánicos. Sin embargo, la estructura micelar que se forma en la superficie del electrodo cuando se emplea AOT aseguraría una alta concentración de monómero que permite la formación de la película aún en soluciones neutras. La morfología del polímero se caracteriza por la formación de agregados y, como ocurre con otros surfactantes, los recubrimientos de PPy electrodepositados en presencia de AOT son más compactos que aquellos obtenidos en presencia de aniones inorgánicos. El comportamiento redox de las películas formadas indica que la molécula de AOT se incorpora a la matriz polimérica como dopante donde permanece inmovilizada durante la oxidación y reducción del polímero. Esta inmovilización puede explicarse teniendo en cuenta el tamaño de la molécula y la compatibilidad de la parte polar del surfactante con la matriz cargada y de la parte no polar con la matriz neutra. Durante los ciclos de oxidación/reducción el transporte del catión asegura la electroneutralidad de la matriz polimérica. Las películas de PPy con AOT como dopante protegen de manera muy significativa al aluminio en soluciones muy agresivas como lo son las soluciones de cloruro ó soluciones muy alcalinas (pH 13). El grado de protección está asociado a la inmovilización del AOT en el polímero que evita tanto el ingreso de Cl- como de OH-. Las películas formadas en medio alcalino son las que otorgan el mayor grado de protección. Los resultados obtenidos se explican entonces considerando que el AOT cumple distintas funciones: actúa como surfactante, dopante inmovilizado y agente pasivante.3, 0,5 M NaCl, 0,5 M CaCl2, 0,1 M NaOH y soluciones 0,05 M AOT de distinto pH). La caracterización de los recubrimientos se realizó también empleando SEM/EDAX y las propiedades anticorrosivas se analizaron mediante curvas de polarización y medidas de potencial de circuito abierto en soluciones de cloruro. Se obtuvieron películas de PPy estables, homogéneas y adherentes en soluciones 0,05 M AOT en un amplio intervalo de pH (3,2-12). La electrodeposición se realizó a 0,9 V vs ECS. La formación de un óxido muy protector en medio neutro impide la electropolimerización si se emplean aniones inorgánicos. Sin embargo, la estructura micelar que se forma en la superficie del electrodo cuando se emplea AOT aseguraría una alta concentración de monómero que permite la formación de la película aún en soluciones neutras. La morfología del polímero se caracteriza por la formación de agregados y, como ocurre con otros surfactantes, los recubrimientos de PPy electrodepositados en presencia de AOT son más compactos que aquellos obtenidos en presencia de aniones inorgánicos. El comportamiento redox de las películas formadas indica que la molécula de AOT se incorpora a la matriz polimérica como dopante donde permanece inmovilizada durante la oxidación y reducción del polímero. Esta inmovilización puede explicarse teniendo en cuenta el tamaño de la molécula y la compatibilidad de la parte polar del surfactante con la matriz cargada y de la parte no polar con la matriz neutra. Durante los ciclos de oxidación/reducción el transporte del catión asegura la electroneutralidad de la matriz polimérica. Las películas de PPy con AOT como dopante protegen de manera muy significativa al aluminio en soluciones muy agresivas como lo son las soluciones de cloruro ó soluciones muy alcalinas (pH 13). El grado de protección está asociado a la inmovilización del AOT en el polímero que evita tanto el ingreso de Cl- como de OH-. Las películas formadas en medio alcalino son las que otorgan el mayor grado de protección. Los resultados obtenidos se explican entonces considerando que el AOT cumple distintas funciones: actúa como surfactante, dopante inmovilizado y agente pasivante.