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Master's Dissertation
DOI
10.11606/D.85.2008.tde-11062008-101857
Document
Author
Full name
Heloísa Augusto Zen
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Paulo, 2008
Supervisor
Committee
Lugão, Ademar Benévolo (President)
Kawano, Yoshio
Machado, Luci Diva Brocardo
Title in Portuguese
Obtenção de membrana trocadora de prótons para uso em célula a combustível, a base de polipropileno (PP)
Keywords in Portuguese
Enxertia
Membrana de Troca Iônica.
Prolipropileno
Abstract in Portuguese
A enxertia induzida pela radiação gama do estireno em filme de polipropileno (PP) foi realizada pelo método simultâneo de irradiação utilizando uma fonte de cobalto - 60. Os filmes de PP foram imersos em solução de estireno e tolueno (1:1 e 4:1, v/v) sob atmosfera inerte e temperatura ambiente e então submetidos a 20, 40, 80 e 100 kGy. Após a reação de enxertia os filmes foram mantidos à temperatura ambiente e ainda em atmosfera inerte por 7, 14, 21 e 28 dias para avaliar a variação no grau de enxertia em relação ao tempo pósirradiação. No fim de cada período os filmes foram sulfonados para conferir ao PP a propriedade de hidrofilicidade. O grau de enxertia (DOG) foi determinado gravimetricamente e as mudanças químicas nos filmes enxertados e sulfonados foram analisadas por Espectroscopia no Infravermelho, Termogravimetria (TGA), Calorimetria Exploratória Diferencial (DSC) e foi também calculada a Capacidade de Troca Iônica (IEC). O maior grau de enxertia foi obtido após 21 dias de reação pós-irradiação simultânea. Pela análise termogravimétrica os filmes enxertados mostraram perda de estabilidade térmica, porém, após a sulfonação houve um aumento na estabilidade. Pela análise de DSC foi possível verificar que não houve drástica alteração de temperaturas de fusão da matriz polimérica após a enxertia e subseqüente sulfonação. O cálculo de IEC mostrou que a membrana modificada possui propriedade de condutividade iônica.
Title in English
POLYPROPYLENE (PP) BASED PROTON EXCHANGE MEMBRANE FOR USE IN FUEL CELL
Keywords in English
Enxertia
Membrana de Troca Iônica.
Polipropileno
Abstract in English
The radiation-induced graft of styrene onto polypropylene (PP) films was carried out by simultaneous irradiation method in a cobalt-60 source. The PP films were immersed in a solution of styrene with toluene (1:1 and 4:1, v/v) under inert atmosphere and at room temperature and then submitted at 20, 40, 80 and 100 kGy. After graft reaction the films were kept at room temperature under inert atmosphere for periods of 7, 14, 21 and 28 days in order to evaluate the degree of grafting. At the end of each period the films were sulfonated to provide the hydrophilic property to PP. The degree of grafting (DOG) was gravimetrically determined and the chemical changes in the grafted and sulfonated films were characterized by Infrared Spectroscopy, Thermogravimetric Analysis (TGA), Differential Scanning Calorimetry and the Ion Exchange Capacity (IEC) was calculated. The greatest DOG was obtained after 21 days of post-irradiation. By TGA the grafted films exhibited a decrease in the thermal stability, while the sulfonated exhibited an increase. By DSC was possible to verify that matrix polymeric didn't suffer any drastic change in the melting temperature after grafting and sulfonation reactions. The IEC calculated shows that the new membrane developed has ionic conductivity property.
 
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Publishing Date
2008-06-30
 
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