Title

PLANEJAMENTO DE EXPERIMENTOS APLICADO NO ESTUDO DA INSERÇÃO DE GRUPOS IÔNICOS EM POLÍMEROS TERMORRESISTENTES

PLANNING OF EXPERIMENTS APPLIED IN THE STUDY OF THE INSERT OF IONIC GROUPS IN THERMO-RESISTANT POLYMER

Authorship

Azevedo, Márcia G. de; Skury, Ana Lucia D.; Borges, Cristiano P.; Sena, M. Eugênia R.

Azevedo, Márcia G. de

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Skury, Ana Lucia D.

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Borges, Cristiano P.

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Sena, M. Eugênia R.

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DOI

10.5151/2594-5327-0047

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Abstract

Neste trabalho foi desenvolvido um material polimérico termorresistente. Este material apresentou permeabilidade e seletividade a prótons e propriedades mecânicas que possibilitam a preparação de filmes flexíveis apropriados para aplicação em células a combustível, bem como em outros processos que envolvam potencial elétrico. O polímero selecionado foi a poli(éter imida) (PEI) pois sendo um polímero termorresitente, vêm sendo estudado como um possível substituto de ionômeros perfluorados. Na obtenção dos polímeros modificados, utilizados no preparo de membranas de troca catiônica, empregou- se N-metil-2-pirrolidona (NMP), como solvente, sulfato de trifluoracetila como agente sulfonante. Com o objetivo de investigar as contribuições das variáveis de síntese dos polímeros sulfonados, no presente estudo foi utilizado um planejamento fatorial em dois níveis, com réplicas no ponto central. A caracterização foi realizada por análise térmica, determinação da viscosidade ([

The objective of this work is to develop a polymeric material, exhibiting high permeability and selectivity for protons, and maintaining mechanical properties adequate for preparation of flexible films. Polyetherimide (PEI), polymer with high temperature resistance was chosen to be studied as possible substitutes for perfluorinated ionomers. In the obtaining of the polymeric ones modified, used in the preparation of cation-exchange membranes, it was used N-methyl-2-pirrolidona (NMP), as solvent, ammonium sulfate and trifluoroacetic anhydride as sulfonating agents. Polymer characterization was carried out by thermo gravimetric analysis, viscosity, ion-exchange capacity (IEC), conductivity and permeability. The IEC indicate that both polymers were effectively sulfonated. However, the reduction in the intrinsic viscosity indicates that degradation reactions also occur during polymer sulfonation. The original polymers have degradation temperature above 500oC, while the sulfonated polymers exhibit an additional weight loss stage from 200oC to 400oC. Nevertheless, in comparison with commercial polymers the degradation temperature of PEIS still is high, which turns this polymer useful for applications involving ion transport.

Keywords

Sulfonação; Polímeros termorresistentes; Membranas de troca catiônica.

Sulfonation; Thermo-resistant polymer; Cation-exchange membranes.