C - Chemistry – Metallurgy – 08 – G
Patent
C - Chemistry, Metallurgy
08
G
C08G 73/00 (2006.01) C08G 65/00 (2006.01) C08G 65/40 (2006.01) C08G 65/48 (2006.01) C08G 73/06 (2006.01) C08G 75/23 (2006.01) H01M 8/00 (2006.01) H01M 8/10 (2006.01)
Patent
CA 2499946
A novel class of proton exchange membrane materials, sulfonated poly(phthalazinones), were prepared by modification of poly(phthalazinone). Sulfonation reactions were conducted at room temperature using mixtures of 95- 98% concentrated sulfuric acid and 27-33% fuming sulfuric acid with different acid ratios in order to get SPPEK with degree of sulfonation (DS) in the range of 0.6 to 1Ø The presence of sulfonic acid groups was confirmed by FT-IR analysis, and the DS and structures were characterized by NMR. The introduction of sulfonic groups into the polymer chains led to an increase in the glass transition temperature and a decrease in the decomposition temperature. Membrane films were cast from solution in N,N--dimethylformamide or N,N-dimethylacetamide. Water uptakes and swelling ratios of the membrane films increased with DS and sulfonated polymers with DS > 1.2 were water soluble at 80°C. Proton conductivity increased with DS and temperature up to 95°C, reaching 10 -2S/cm.
L'invention concerne une nouvelle classe de matériaux de membrane échangeuse de protons, des poly(phtalazinones) sulfonés, est obtenue par modification desdits poly(phtalazinones). Les réactions de sulfonation sont réalisées à température ambiante à l'aide de mélanges de 95-98 % d'acide sulfurique concentré et de 27-33 % d'oléum avec des ratios acides différents afin d'obtenir des poly(phtalazinone)éther cétones (SPPEK) avec un degré de sulfonation (DS) compris entre 0,6 et 1,0. La présence de groupes d'acide sulfonique est confirmée par une analyse FT-IR (infrarouge par transformation de Fourier) et le degré de sulfonation et les structures sont caractérisées par résonance magnétique nucléaire (NMR). L'introduction de groupes sulfoniques dans les chaînes polymères entraîne une augmentation de la température de transition vitreuse et une diminution de la température de décomposition. Des films de membrane sont moulés à partir d'une solution dans le <I>N,N</I>--diméthylformamide ou le <I>N,N</I>-diméthylacétamide. Les taux d'absorption d'eau et les ratios de gonflement des films de membrane augmentent avec le degré de sulfonation (DS) et les polymères sulfonés avec DS > 1,2 sont solubles dans l'eau à 80·. La conductivité protonique augmente jusqu'à atteindre 10?-2¿S/cm avec le degré de sulfonation (DS) et la température, laquelle va jusqu'à 95 ·C.
Gao Yan
Guiver Michael D.
Jian Xigao
Robertson Gilles P.
Anderson J. Wayne
National Research Council Of Canada
LandOfFree
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