Obtencao de membranas polimericas fluoradas para uso em celulas a combustivel

Abstract

A enxertia de estireno induzida pela radiação gama nos filmes fluorados, poli(tetrafluoroetileno-co-hexafluoropropileno) (FEP), poli(etileno-cotetrafluoroetileno) (ETFE), poli(fluoreto de vinilideno) (PVDF), poli(tetrafluoroetileno-co-perfluoro alquil vinil eter) (PFA) e poli(tetrafluoroetileno) (PTFE) foi realizada pelo método simultâneo de irradiação utilizando uma fonte de cobalto-60. Os filmes fluorados foram imersos em soluções de estireno/tolueno, estireno/isopropanol e estireno/metanol (1:1 v/v) sob atmosfera inerte e temperatura ambiente e, então, submetidos a doses de 20, 40, 80 e 100 kGy. Após a reação de enxertia os filmes foram mantidos à temperatura ambiente, e ainda sob atmosfera inerte, por 7, 14, 21 e 28 dias para avaliar a variação no grau de enxertia em relação ao tempo de pós-irradiação. No final de cada período os filmes foram sulfonados para conferir às membranas fluoradas a propriedade de hidrofilicidade. O grau de enxertia (DOG) foi determinado gravimetricamente e as mudanças químicas e morfológicas nos filmes enxertados e sulfonados foram analisadas por espectroscopia no infravermelho, termogravimertria (TG), calorimetria exploratória diferencial (DSC), microscopia eletrônica de varredura (MEV) e capacidade de troca iônica (IEC). Os testes em célula a combustível foram, também, efetuados pelo levantamento de curvas de polarização. Pela técnica de espectroscopia no infravermelho foi possível confirmar a presença do estireno nos filmes enxertados. O grau de enxertia nos filmes fluorados foi dependente do tipo de solvente utilizado. A análise termogravimétrica dos filmes enxertados mostrou duas etapas de decomposição, enquanto que a dos filmes sulfonados mostrou quatro. Pelos dados de DSC dos filmes enxertados constatou-se pequena variação na temperatura do pico de fusão, sugerindo a formação de poliestireno enxertado pouco penetrado na matriz polimérica. As figuras de MEV mostraram que o solvente tem maior influência na morfologia dos enxertos do que a dose de irradiação. Os testes em célula das membranas de ETFE, PFA e FEP apresentaram uma resposta de polarização satisfatória quando comparadas à membrana comercial Nafion®. POLYMER