Caracterização de membrana nafion usando espectroscopia fotoacústica: monitoramento da hidratação

• Ano de defesa: 2016
• Autor(a) principal: Lopes, Guy
• Orientador(a): Rosa, Daniele Toniolo Dias Ferreira
• Banca de defesa: Coelho, Tânia Maria, Galvão, José Ricardo, Rosa, Daniele Toniolo Dias Ferreira
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Tecnológica Federal do Paraná; Ponta Grossa
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Polímeros; Espectroscopia de raio X; Engenharia mecânica; Polymers; X-ray spectroscopy; Mechanical engineering
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA
• Link de acesso: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/1975

Membranas de nafion são filmes desenvolvidos pela DuPont, um copolímero ácido perfluorosulfônico/politetrafluoroetileno. Estas membranas são hidrofílicas e a água é preferencialmente absorvida para os clusters devido ao caráter hidrofóbico da matriz fluorocarbônica. Os grupos ácidos sulfônicos são quimicamente ativos e fixos dentro da matriz do polímero teflon. Assim, esta membrana trocadora de prótons é quimicamente resistente e durável, e apresenta o melhor desempenho para célula a combustível. A caracterização do nafion através da Espectroscopia Fotoacústica teve como finalidade o entendimento deste material devido à relevância e potencial para se desenvolver uma nova matriz energética. O espectro de absorção óptica foi determinado para comprimentos de onda de 200 a 2600 nm. O procedimento foi analisar as amostras em diferentes tempos de hidratação. Utilizando o Método de Separação de Espectros na Fase, foi possível separar a contribuição de -OH, de C = O e de grupo metileno. A diferença de fase em função da hidratação foi comparada com as medições da difusividade térmica em função do teor de água. Os comportamentos encontrados sugeriram alterações estruturais induzidas pela hidratação da membrana. As análises térmicas, Termogravimetria e Calorimetria Diferencial de Varredura, também revelaram que a membrana, quando em contato com a água, tem sua estrutura modificada. Para complementar a caracterização da membrana foram aplicadas as técnicas: Microscopia Eletrônica de Varredura, Microscopia Eletrônica de Alta Resolução, Espectroscopia de Energia Dispersiva e Difração de Raios X.