Sulfonated poly(ether imide): A versatile route to prepare functionalized polymers by homogenous sulfonation

Pinto, Bianca Peres; Maria, Luiz Cláudio de Santa; Sena, Maria E.

doi:10.1016/j.matlet.2006.09.060

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“…A modificação de PEI por sulfonação é relatada na literatura principalmente a partir de três agentes: ácido sulfúrico concentrado, ácido clorosulfônico e sulfato de acetila [9][10][11] . Dentre elas, o sulfato de acetila é o mais promissor devido à simplicidade da obtenção do reagente e menor possibilidade de degradação da cadeia principal do polímero [10] .…”

Section: -Membranas Híbridas Com Potencial Uso Em Células a Combustívunclassified

“…Dentre elas, o sulfato de acetila é o mais promissor devido à simplicidade da obtenção do reagente e menor possibilidade de degradação da cadeia principal do polímero [10] .…”

Section: -Membranas Híbridas Com Potencial Uso Em Células a Combustívunclassified

“…Pela análise das curvas do segundo ciclo de aquecimento para as amostras de PEI pura e PEI sulfonada (Tabela 2), pode-se observar que houve uma diminuição da Tg, de aproximadamente 65 o C para a PEI sulfonada, em relação a PEI pura. Esse resultado é uma indicação da modificação molecular devido a sulfonação do polímero [10] .…”

Section: Gomes a C O Et Al -Membranas Híbridas Com Potencial Usounclassified

“…A presença de sepiolita parece estar ajudando a manter a estrutura do filme sem a entrada de moléculas de água. Ao longo do ensaio, entretanto, as amostras se apresentaram cada vez mais quebradiças, indicando diminuição da resistência à degradação por hidrólise [10] .…”

Section: Inchamento Em áGuaunclassified

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Membranas híbridas com potencial uso em células a combustível - parte 1: nanocompósitos de poli(eterimida) sulfonada

et al. 2014

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Resumo: Células a combustível usando membranas poliméricas condutoras de íons representam uma alternativa interessante para substituição de matrizes energéticas convencionais baseadas em combustíveis fósseis e para a geração de energia com mínimo impacto ambiental. Entretanto, as membranas poliméricas atualmente disponíveis apresentam certas propriedades intrínsecas que diminuem a eficiência e a durabilidade sob uso das células construídas, sendo as principais desvantagens o limite de temperatura de uso (devido a necessidade de presença de água para a condução iônica) e suscetibilidade a degradação mecânica, térmica e química. O presente trabalho tem como objetivo a obtenção, caracterização e avaliação do desempenho de membranas poliméricas híbridas baseadas em poli(éter imida) (PEI), um polímero com excelente resistência mecânica e química, e cuja condutividade protônica independe da presença de água, possibilitando o uso a temperaturas mais elevadas. As membranas poliméricas baseadas em poli(éter imida) foram modificadas quimicamente visando o aumento em seu caráter de condutor iônico. A incorporação de um argilomineral com escala nanométrica visou um aumento na resistência mecânica e térmica das membranas obtidas, condições fundamentais para a durabilidade sob uso de células a combustível, além de aumento de propriedades de barreira em relação aos gases de processo. As membranas foram avaliadas por FTIR, DSC, TGA, DMA, densidade, inchamento em água, transmissão de vapor de água e resistência à migração iônica. Os resultados obtidos são promissores, visto que foi possível alterar a propriedade condutora da membrana, sem perdas excessivas na resistência térmica e mecânica. Palavras-chave: Membrana polimérica, nanocompósito polimérico, célula a combustível, eletrólito polimérico. Hybrids Membranes with Potential Use in Fuel Cells -Part 1: Sulphonated Poly (etherimide) NanocompositesAbstract: Fuel Cells based in polymeric membranes are an alternative for the conventional energetic matrices based on fossil fuel and generation of energy with minimum environmental impact. However, polymeric membranes available nowadays for this specific use have some disadvantages, like low efficiency and cell durability. The aim of this work was to prepare and to characterize hybrid polymeric membranes for application as hydrogen fuel cell electrolytes. Membranes based in poly(ether imide) were chemically modified with sulfur groups to increase their ionic conductivity. The incorporation of mineral clay in nanometric scale aims to increase their mechanical and thermal properties. The membranes were evaluated by FTIR, DSC, TGA, DMA, density, hot water uptake, water vapor transmission and ionic migration resistance. The results leaded to a better structure versus properties balance, aiming the high performance of the obtained membranes. Keywords: Polymeric membrane, nanocomposite, fuel cell, polymeric electrolyte. IntroduçãoNos últimos anos, o desenvolvimento de células a combustível tem atraído enorme atenção por parte não somente d...

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Section: -Membranas Híbridas Com Potencial Uso Em Células a Combustívunclassified

“…Dentre elas, o sulfato de acetila é o mais promissor devido à simplicidade da obtenção do reagente e menor possibilidade de degradação da cadeia principal do polímero [10] .…”

Section: -Membranas Híbridas Com Potencial Uso Em Células a Combustívunclassified

Section: Gomes a C O Et Al -Membranas Híbridas Com Potencial Usounclassified

Section: Inchamento Em áGuaunclassified

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Membranas híbridas com potencial uso em células a combustível - parte 1: nanocompósitos de poli(eterimida) sulfonada

et al. 2014

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“…Poly(ether imide), PEI, is a thermoplastic polymer that has ether (-O-) and isopropylidene (-C(CH 3 ) 2 -) groups, which not only ensure high rigidity, thermal stability, chemical resistance, and mechanical strength, but also are more easily processed during film synthesis [1][2][3][4][5][6][7] . Because of its excellent properties-price-processability balance 3 , it has gained importance in a wide variety of applications ranging from membranes 1,2,[4][5][6][7][8] , sensors 9,10 , and as a parent material for synthesis of composites 6,8,11 , ion exchange films (dialysis, electrodialysis, or full cells) 5,11,12 , polymer blends 2,6 , and modified polymers 1,[3][4][5][6][7] .…”

Section: Introductionmentioning

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Synthesis and characterization of sulfonated poly(ether imide) with higher thermal stability and effect on CO2, N2, and O2 permeabilities

et al. 2014

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An experimental design in different reaction conditions was applied to modify poly(ether imide), PEI, by sulfonation using acetyl sulfate. Higher temperatures and reaction times led to higher ion exchange capacity. The thermal analysis showed that our sulfonation approach accomplished preparing sulfonated PEI maintaining the thermal stability of its parent material even for the film with highest degree of sulfonation, and assessed the effect of this change on CO 2 , O 2 and N 2 permeabilities. The permeability results pointed out that our sulfonation approach is an effective way to produce high performance engineered polymers for fuel cell electrolyte membranes and for CO 2 separation from air. These results also suggest that the use of milder reactive medium at higher temperatures and for longer reaction times seems to be a more promising approach to achieve thermal stability than use more aggressive sulfonation agents.

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Nonfluorinated Polymers for Proton Exchange Membranes

2014

Polymers for PEM Fuel Cells

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Sulfonated poly(ether imide): A versatile route to prepare functionalized polymers by homogenous sulfonation

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Membranas híbridas com potencial uso em células a combustível - parte 1: nanocompósitos de poli(eterimida) sulfonada

Membranas híbridas com potencial uso em células a combustível - parte 1: nanocompósitos de poli(eterimida) sulfonada

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Nonfluorinated Polymers for Proton Exchange Membranes

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