Synthetic strategies for the preparation of proton-conducting hybrid polymers based on PEEK and PPSU for PEM fuel cells

Synthetic strategies for the preparation of proton-conducting hybrid polymers based on Poly-Ether-Ether-Ketone (PEEK) and Poly-Phenyl-Sulfone (PPSU) are presented. Sulfonation reactions are discussed as a function of sulfonating agents and reaction conditions. Metalation reactions are also described, specifically the introduction of silanol units into the macromolecules. The objective is to improve the proton conductivity of the hybrid polymers by sulfonation, and the mechanical and thermal stabilities by introduction of silicon moieties. Examples of NMR spectra and thermogravimetric curves are shown and discussed in view of the macromolecular structure.

RésuméDes stratégies de synthèse sont présentées pour l’ élaboration de membranes hybrides conductrices protoniques à base de Poly-Ether-Ether-Ketone (PEEK) et de Poly-Phényl-Sulfone (PPSU). Les réactions de sulfonation sont discutées en fonction des agents de sulfonation et des conditions réactives. Les réactions de métalation sont également décrites, spécifiquement l’ introduction d‘unités silanol dans les macromolécules. L’ objectif est d’ améliorer la conductivité protonique des polymères hybrides par sulfonation et la stabilité mécanique et thermique par introduction des groupes silanols. Des exemples de spectres RMN et des courbes thermogravimétriques sont discutés par rapport aux structures macromoléculaires.