Poli(éter éter cetona) modificado quimicamente: preparação, caracterização e obtenção de membranas de condução protônica

Abstract

Neste trabalho foram preparadas membranas de condução protônica de derivados do poli(éter éter cetona) [PEEK] visando sua aplicação em células a combustível. Os derivados PEEK nitrado, PEEK nitrado-sulfonado, PEEK sulfonado com o grupo carbonila reduzido para hidroxila e o PEEK com o grupo amina, foram preparados e caracterizados por métodos espectroscópicos e térmicos. As membranas dos polímeros preparados foram caracterizadas quanto à condução protônica e absorção de água. O PEEK nitrado-sulfonado [SNPEEK] foi preparado em diferentes graus de sulfonação e nitração, sendo que a o maior grau de sulfonação foi de 72 %. O SNPEEK apresenta estabilidade térmica acima de 250 °C e uma Tg 150 e 190 °C dependendo do grau de sulfonação. Membranas desse polímero apresentaram uma condutividade protônica na ordem de 10-2 S cm-1 e uma absorção de água maior que 20 % em massa. O PEEK sulfonado com carbonila reduzida [SPEEK-OH] foi preparado em diferentes graus de sulfonação sendo o maior valor igual a 66 %. O SPEEK-OH tem uma estabilidade térmica até 300 °C e uma Tg em torno de 200 °C. As membranas de SPEEK-OH apresentaram uma condução protônica na ordem de 10-3 S cm-1 e valores de absorção de água em torno de 15 %. O precursor NH2PEEK foi preparado em diferentes graus de substituição através da hidrogenação catalítica do PEEK nitrado. Esse composto apresentou uma estabilidade térmica acima de 100 °C, menor que a dos outros derivados devido a sua elevada basicidade.