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Tesi etd-04032009-151105


Thesis type
Tesi di laurea vecchio ordinamento
Author
FARAJ, MARCO
URN
etd-04032009-151105
Title
Preparazione e caratterizzazione di membrane a conduzione anionica a base di derivati polimerici dello stirene
Struttura
SCIENZE MATEMATICHE, FISICHE E NATURALI
Corso di studi
CHIMICA INDUSTRIALE
Commissione
Relatore Prof. Ciardelli, Francesco
Relatore Dott. Pucci, Andrea
Parole chiave
  • polimeri
  • membrane ioniche
  • stirene
  • membrane anioniche
  • celle a combustibile
Data inizio appello
23/04/2009;
Consultabilità
completa
Riassunto analitico
Lo scopo di questa tesi è stato lo studio di nuovi materiali a base di derivati polistirenici <br>per la preparazione di membrane a scambio anionico da utilizzare nelle celle a <br>combustibile. In particolare è stato scelto un materiale con buone proprietà di stabilità <br>chimica e meccanica da utilizzare come matrice polimerica, un copolimero commerciale <br>di facile reperimento e di basso costo, lo stirene-butadiene-stirene (SBS). In tali <br>meteriali sono stati innestati gruppi clorometilenici precursori di gruppi che <br>garantissero la presenza di cariche fisse positive (gruppi ammonio quaternari: NR4+), <br>ottenuti attraverso la quaternizzazione con un’ammina terziaria. Le unità <br>clorometileniche sono state inserite sullo scheletro di SBS attraverso reazioni di <br>funzionalizzazione radicalica, impiegando iniziatori perossidici o azocomposti <br>ottenendo gradi di funzionalizzazione fino al 10% in moli. Tre differenti ammine <br>terziarie altamente reattive la 1,4-diazabiciclo[2,2,2]ottano (DABCO) (bifunzionale), la <br>trietilammina (TEA) e il metilimidazzolo (monofunzionali) sono state usate per reagire <br>quantitativamente con igruppi clorometilenici innestati sul polimero SBS attraverso una <br>reazione di sostituzione nucloafilica. La quaternizzazione con l’ammina bifunzionale 1,4-<br>diazabiciclo[2,2,2]ottano (DABCO) ha promosso anche un certo grado di reticolazione <br>nel materiale al fine di conferire al materiale anche una stabilità meccanica. I prodotti e <br>sottoprodotti ottenuti durante tutte le fasi di preparazione delle membrane sono stati <br>caratterizzati mediante spettroscopia FT-IR, <br>1H-NMR, <br>13C-NMR, microanalisi di <br>spettroscopia a dispersione di energia (EDS), analisi elementare, analisi termiche DSC e <br>TGA e cromatografia GPC. La morfologia dei film è stata investigata attraverso la <br>microscopia elettronica SEM, e la spettroscopia FT-IR associata ad un microscopio ottico. Sui film ionomerici preparati a base di SBS funzionalizzato sono state condotte <br>misure di assorbimento di acqua e di capacità di scambio ionico (IEC) volte a investigare <br>le prestazioni dei materiali, come membrane a scambio anionico.
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