Synthèse et caractérisation de membranes échangeuses d'ions à base de poly (styrène-b-butadiène-b-styrène) en vue de leur

Abstract

Ce travail porte sur la synthèse et la caractérisation de deux types de membranes, la première anioniques à base de copolymère à bloc, poly(styrène-butadiène-styrène) (SBS), et la deuxième cationique, pour valorisation dans les piles à combustibles. La synthèse de la membrane anionique (SBSCQ) a été réalisée en passant par deux étapes, la chloromethylation et la quaternisation. Pour la membrane cationique (SBSIS), nous avons procédé à la réticulation du polymère par irradiation avec des rayons gamma, suivie d'une sulfonation. Les membranes anioniques et cationiques ainsi synthétisées, ont été caractérisées par spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier (FTIR). L'examen de la morphologie de surface de la membrane (SBSCO) par microscopie électronique à balayage, à mis en évidence la présence de canaux d'échange ionique. Des propriétés physico-chimiques liées à leur application dans les piles à combustibles ont été déterminées : la solubilité, la stabilité oxydative, le taux de gonflement, la capacité d'échange ionique et la perméabilité. Les membranes (SBSCO) et (SBSIS) ont montré une bonne stabilité oxydative sans perte de masse. Leur taux de gonflement est de l'ordre de 38,37% pour la membrane (SBSCO), et de 9,8 à 16,7% pour la membrane SBSIS. La capacité d'échange ionique est de l'ordre de 1,4 méq.g' pour (SBSCO) et varie de 2,3 a 2,8 méq.gs' pour (SBSIS). Ces propriétés comparées avec celles d'autres membranes citées dans la littérature, indiquent que nos membranes sont dotées de bonnes caractéristiques. Mots clés : membrane échangeuse d'anions, membrane échangeuse de cations, piles à combustibles, chloromethylation, quatemisation, SBS.