Les appareils médicaux, les voitures et de nombreuses technologies de pointe contiennent d’innombrables composants délicats qui sont maintenus ensemble par des polymères conducteurs d’électricité, tels que la polyaniline. Depuis plusieurs décennies, la synthèse de polyaniline pour des applications en électronique industrielle se heurte à une contrainte majeure : quel solvant facilite le mieux la synthèse ? Cette question abstraite est importante pour minimiser le coût et la complexité de la production de polyaniline et faciliter les propriétés utiles telles que la mise en forme. La possibilité d’utiliser une gamme de solvants bon marché à bas point d’ébullition aiderait grandement les modes de traitement des polymères polyvalents tels que l’impression à jet d’encre, mais était restée insaisissable jusqu’à présent.
Dans une étude récemment publiée dans Technologie et matériaux polymères-plastiques, des chercheurs de l’Université de Tsukuba et des partenaires collaborateurs ont synthétisé la polyaniline dans divers solvants courants. Cette capacité améliorée à synthétiser et à traiter la polyaniline simplifiera grandement la production et réduira les coûts de fabrication.
« La polyaniline est un polymère extrêmement polyvalent dans les technologies de routine et avancées, mais les restrictions sur les solvants pouvant être utilisés pour la synthèse ont longtemps entravé cette polyvalence », explique le professeur Hiromasa Goto, auteur principal. « Notre découverte de la façon de faciliter la polymérisation dans divers solvants sera utile dans la recherche fondamentale et les applications industrielles. »
Les chercheurs ont produit de la polyaniline à partir de sulfate d’aniline en une seule étape lorsqu’ils ont ajouté une petite quantité d’iode au mélange réactionnel. De nombreux solvants étaient compatibles avec cette procédure, y compris l’éthanol non toxique ainsi que le dichlorométhane. Des caractérisations instrumentales approfondies ont démontré que la polyaniline produite par cette méthode présentait la cristallinité et les propriétés électriques comme si elle avait été préparée par des méthodes conventionnelles.
« Un résultat particulièrement intéressant est la facilité de préparation d’alliages polymères utiles sur le plan industriel, tels que des mélanges avec des dérivés de polystyrène ou de cellulose », déclare le professeur Goto. « La peinture conductrice d’électricité, les mélanges de caoutchouc avancés et d’autres matériaux sont désormais simples à préparer, ce qui, nous l’espérons, facilitera le développement de produits dans divers domaines. »
Qu’en est-il de l’iode ajouté qui facilite la production de polyaniline ? Les chercheurs proposent que l’iode est un dopant accepteur d’électrons qui facilite la production de polarons localisés, ce qui est essentiel à la polymérisation ultérieure par réactions radicalaires en chaîne.
Les résultats de cette étude contribueront à rendre la polyaniline plus compatible avec l’impression à jet d’encre et d’autres technologies de traitement utiles, et simplifieront ainsi la production de cartes de circuits imprimés et d’autres composants courants de l’électronique moderne. En se concentrant sur le sujet plutôt abstrait de la compatibilité des solvants, de nombreuses technologies de routine et avancées seront plus faciles à fabriquer à moindre coût.
Hiromasa Goto et al, Synthèse de polyaniline dans des solvants organiques, Technologie et matériaux polymères-plastiques (2022). DOI : 10.1080/25740881.2022.2075270. www.tandfonline.com/doi/abs/10 … 0?journalCode=lpte21