Synthesis of fluorinated copolymers bearing ammonium groups for electrode binders for solid alcaline fuel cells

The objective of that thesis deals with the synthesis of an electrode binder, based on fluoropolymers to increase the surface of contact between the electrodes and the membrane. Hence, various strategies of synthesis of fluorinated copolymers based on different architectures were acheived. Several linear copolymers were prepared by chemical modification of commercially available polymers bearing quaternary ammonium (e.g., poly(diallyldimethyl ammonium chloride) or PDADMAC), but also by chemical modification of synthesized poly(chlorotrifluoroethylene-alt-2-chloroethylvinylether) copolymers. Furthermore, grafted poly[(chlorotrifluoroethylene-alt-vinylether )-g-styrene] and poly(chloromethylstyrene-b-1H,1H,2H,2H-perfluorooctyl-ethyleneoxymethyl styrene) block copolymers have also been obtained by controlled radical polymerization (ATRP or ITP, respectively) and were subsequently quaternized. These original copolymers were characterized by various thermal or electrochemical techniques to assess their thermal stability and glass transition temperatures and also other key-properties such as the swelling rate, the ionic exchange capacity, and the conductivity.; L'objectif de cette thèse a consisté à synthétiser un liant d'électrode, à base de polymère, afin d'augmenter la surface de contact entre les électrodes et la membrane électrolytique. Pour cela, la synthèse de copolymères fluorés de différentes architectures a été réalisée. Des polymères linéaires ont été synthétisés par modification chimique de polymères commerciaux porteurs d'ammonium quaternaires (poly(chlorure de diallyldiméthyl ammonium) ou PDADMAC), mais aussi par modification chimique de copolymères poly(chlorotrifluoroéthylène-alt-chloroéthylvinyl éther) préalablement synthétisés en autoclave. Des copolymères greffés poly[(chlorotrifluoroéthylène-alt-éther vinylique)-g-styrène] et des copolymères à blocs poly(chlorométhylstyrène-b-1H,1H,2H,2H-perfluorooctyl-ethyleneoxymethyl styrène) ont également été obtenus, respectivement par des méthodes de polymérisation radicalaire contrôlées (de type ATRP ou ITP), et quaternisés. Ces copolymères originaux ont été caractérisés tant sur le plan des propriétés thermiques qu' électrochimiques (teneur en eau, capacité d'échange ionique, conductivité).