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Publicação
Desenvolvimento de fios condutores para aplicações em têxteis inteligentes utilizando a técnica de Electrofiação
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Resumo(s)
Nas últimas duas décadas, a investigação sobre a aplicação de nanofibras poliméricas nas áreas dos têxteis inteligentes tem ganho cada vez mais interesse nomeadamente em sensores, engenharia de tecidos, comunicação e medicina. As nanofibras possuem características notáveis e com grande potencial, como a sua elevada área superficial, baixa porosidade, e excelentes propriedades mecânicas.
A Electrofiação é um método simples, versátil e de baixo custo de produção, que tem sido amplamente utilizado por vários investigadores no fabrico de nanofibras para têxteis inteligentes.
Esta dissertação tem como objetivo o desenvolvimento de fibras condutoras à base de Acetato de Celulose e Policaprolactona produzidas por Electrofiação, dispostas sob a forma de membranas e fios. O Polipirrole foi o polímero condutor utilizado para conferir condutividade elétrica às fibras. Foi utilizada a polimerização in situ do pirrol de modo a revestir as membranas e fios produzidos e estes adquirirem propriedades condutoras. Assim, foi realizado um estudo detalhado dos melhores parâmetros de polimerização (vários tempos de imersão de agente oxidante (FeCl3) e de tempo de polimerização) de modo a maximizar a condutividade das membranas/fios sem afetar as suas propriedades mecânicas.
Foram realizados ensaios de tração, para comparar as propriedades mecânicas (módulo de Young, resistência à fratura e percentagem de elongação) das membranas e fios com e sem revestimento.
As membranas atingiram condutividades elétricas planares e transversais, de 2,3x10-2 S.cm-1 e 7,9x10-4 S.cm-1, respetivamente, enquanto os fios exibiram condutividades planares de 4,0x10-2 S.cm-1.
In the last two decades, research on the application of polymeric nanofibers in the areas of smart textiles has gained increasing interest, namely in sensors, tissue engineering, communication and medicine. Nanofibers have remarkable characteristics and great potential, such as their high surface area, low porosity, and excellent mechanical properties. Electrospinning is a simple, versatile and low-cost production method that has been widely used by several researchers in the manufacture of nanofibers for smart textiles. This dissertation aims to develop conductive fibers based on Cellulose Acetate and Polycaprolactone produced by Electrospinning, arranged in the form of membranes and wires. Polypyrrole was the conductive polymer used to impart electrical conductivity to the fibers. In situ polymerization of pyrrole was used to coat the membranes and wires produced and these acquire conductive properties. Thus, a detailed study of the best polymerization parameters (various immersion times of oxidizing agent (FeCl3) and polymerization time) was carried out to maximize the conductivity of the membranes/wires without affecting their mechanical properties. Tensile tests were carried out to compare the mechanical properties (Young's modulus, fracture resistance and elongation percentage) of membranes and wires with and without coating. The membranes achieved planar and transverse electrical conductivities of 2,3x10-2 S.cm- 1 and 7.9x10-4 S.cm-1, respectively, while the wires exhibited planar conductivities of 4.0x10-2 S.cm-1.
In the last two decades, research on the application of polymeric nanofibers in the areas of smart textiles has gained increasing interest, namely in sensors, tissue engineering, communication and medicine. Nanofibers have remarkable characteristics and great potential, such as their high surface area, low porosity, and excellent mechanical properties. Electrospinning is a simple, versatile and low-cost production method that has been widely used by several researchers in the manufacture of nanofibers for smart textiles. This dissertation aims to develop conductive fibers based on Cellulose Acetate and Polycaprolactone produced by Electrospinning, arranged in the form of membranes and wires. Polypyrrole was the conductive polymer used to impart electrical conductivity to the fibers. In situ polymerization of pyrrole was used to coat the membranes and wires produced and these acquire conductive properties. Thus, a detailed study of the best polymerization parameters (various immersion times of oxidizing agent (FeCl3) and polymerization time) was carried out to maximize the conductivity of the membranes/wires without affecting their mechanical properties. Tensile tests were carried out to compare the mechanical properties (Young's modulus, fracture resistance and elongation percentage) of membranes and wires with and without coating. The membranes achieved planar and transverse electrical conductivities of 2,3x10-2 S.cm- 1 and 7.9x10-4 S.cm-1, respectively, while the wires exhibited planar conductivities of 4.0x10-2 S.cm-1.
Descrição
Palavras-chave
Electrofiação Polipirrole Acetato de Celulose Policaprolactona têxteis inteligentes