Estudio de las propiedades termodinámicas y eléctricas de materiales compuestos póliméricos basados en el poli(vinil alcohol) (PVA) + H3PO2 + TiO2

• Autores: Yonnier Fernando González Trujillo, Rubén Antonio Vargas Zapata
• Localización: Revista Iberoamericana de Polímeros, ISSN 1988-4206, ISSN-e 0121-6651, Vol. 12, Nº. 2, 2011, págs. 64-75
• Idioma: español
• Enlaces
  • Texto completo (pdf)
• Resumen
  • español

    En este trabajo se prepararon membranas intercambiadoras de protones (PEM) combinando poli(vinil alcohol) (PVA), ácido hipofosforoso (H3PO2) y reforzadas con partículas porosas nanoestructuradas de óxido de titanio (TiO2). Se obtuvieron películas de PVA + H3PO2 para la concentración de máxima conductividad iónica, P/OH = 0,2, pero con diferentes concentraciones del dispersor cerámico, TiO2/OH: x1 = 0,02, x2 = 0,03, x3 = 0,04, las cuales fueron caracterizadas mediante DSC, TGA y espectroscopia de impedancias (IS), para evaluar sus propiedades térmicas, eléctricas, y su capacidad de absorción de agua. Conductividades DC del orden de 10-2 S/cm fueron obtenidas a temperaturas por debajo de 100°C, y en la fase anhidra (T > 160°C), siguió un comportamiento activado térmicamente tipo Arrhenius. Se observaron fenómenos de relajación en la conductividad y en la permitividad eléctrica con tiempos de relajación que varían similarmente como la conductividad DC en función de la temperatura y el contenido de agua en las membranas, indicando así su origen común de la migración de los protones.

  • English

    In this work proton-exchange membranes (PEM) were prepared by combining poly (vinyl alcohol) (PVA), hipohosphorous acid (H3PO2), which were reinforced by dispersing porous particles with nanosize dimension of titanium oxide (TiO2). Films of PVA + H3PO2 were obtained at the concentration P/OH = 0.2 which exhibits the highest ionic conductivity, but at different concentrations of the ceramic filler, TiO2/OH: x1 = 0.02, x2 = 0.03, x3 = 0.04 and were characterized by DSC, TGA and impedance spectroscopy (IS), in order to evaluate their thermal and electrical properties in addition to their capacity to absorb water. DC conductivities of the order of 10-2 S/cm were obtained at temperatures below 100°C, and in the anhydrous phase (T > 160°C), they followed a thermal activated behavior of the Arrhenius type. Electrical relaxation phenomena in the conductivity and permittivity were observed with relaxation times that change similarly as that of the DC conductivity as a function of temperature and water content in the membranes, thus indicating common origin of them from the migration of protons