Study of Azoles as Bifunctional Additives for Proton Exchange Membranes Melt-Processing from LSC and SSC Perfluorosulfonic Acid Ionomers
Notice bibliographique
Résumé
This work investigates the potential use of azoles as bifunctional additives for proton exchange membranes (PEM) manufacturing through direct melt-processing of acidic ionomers. The development of high-volume manufacturing processes to prototype PEM fuel cell components with a reduced number of steps is vital to reduce system cost and complexity, and to meet the demands of high volume production and durability requirements especially for automotive applications. The strong ionic associations in ionomers act generally as physical cross-links, increasing by several orders of magnitude both melt-viscosities and relaxation times, resulting in ionomeric materials that are very difficult to melt-process with high shear rate processes such as melt-casting or melt-blowing. The strength of the ionic interactions in ionomers, and hence their physical and mechanical properties, depends on the acidity of the pendent anion. Polymers modified with the stronger acid, such as sulfonic acid (pKa~1), exhibit more dramatic changes in thermal, viscoelastic, and rheological properties than those modified with the weaker carboxylic acid (pKa~4-5). However, most ionomers may be melt-processed in very low shear rate operations such as compression-molding, which reveals that these ionic associations are not permanent cross-links and can be reversibly disrupted under suitable conditions. The approach investigated is based on the use of selected bi-functional additives that act as a SO3H groups protection and a melt-processing aid.[1] The additives selected are highly polar additives with relatively high boiling points that are expected to interact with the ion-rich aggregates that compose the nanophase separation in ionomers and act as plasticizers which expectantly improve the viscoelastic behavior during melt processing. Additives from the azole family, imidazole, 1,2,4-triazole and benzimidazole have been investigated as potential bifunctional additives. This presentation, will discuss the results obtained with four commercial PFSA ionomers Nafion® DE-2020 and NR-40 with long side chain (LSC), and Aquivion® D83-24B and D79-20BS with short side chain (SSC). Figure 1. melt-processed samples of Aquivion® D79-20BS a) no additive, b) with 2 mol of imidazole/mol of SO3- and c) with 2 mol of 1,2,4-triazole/mol of SO3- [1] US patent application 61/767,849 "PROCESS FOR PRODUCING ION EXCHANGE MEMBRANES BY MELT-PROCESSING OF ACIDIC PFSA IONOMERS"
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».