历史PBI 较初是为美国国家航空航天局(NASA)开发的一种防火纤维,随着技术的不断突破,其应用领域也在不断拓展。1961:H. Vogel和C.S. Marvel初次合成了全芳香族聚苯并咪唑(PBI),并记录了其突出的热氧化稳定性。1967年:阿波罗1号宇航员在发射前不幸失火身亡,美国国家航空航天局(NASA)与塞拉尼斯公司签订合同,生产用于宇航员服装的PBI,并在阿波罗计划、太空实验室计划和航天飞机计划中继续使用。1976年:国际消防员协会(IAFF)发布了 FIRES(消防员综合反应设备系统)项目报告。该报告指出,40% PBI/60% Kevlar 的混合物具有高抗撕裂强度和高耐热性。PBI 塑料具有出色的耐高温性能,能在极高温度下保持稳定结构,应用于航空航天领域。福建PBI叶片
目前,化石燃料是通过蒸汽转化生产 H2 的主要来源(图 1)。但这一工艺的缺点是会产生大量温室气体,包括副产品二氧化碳。根据原料的质量,每生产一吨 H2 会产生 9-12 吨 CO2。从二氧化碳中分离出 H2 在热力学上是非自发的,没有外部能源的输入是不可能实现的。因此,开发高效的 H2 和 CO2 分离技术对于生产高纯度和廉价的 H2 至关重要。通常,二氧化碳是通过低温蒸馏或变压吸附工艺分离出来的。在低温蒸馏过程中,气体被冷却到非常低的温度,从而使二氧化碳液化并分离出来。另一方面,变压吸附法的工作原理是:在高压下,气体倾向于吸附在固体上,当压力降低时,气体被解吸。由于 H2 的吸附率不同于 CO2,因此 H2 可以被净化。虽然这些方法通常能得到高纯度的 H2,但它们需要消耗大量能源(需要非常高或非常低的温度),而且涉及复杂的操作和维护。上海PBI阀片加工PBI 塑料在医疗器械灭菌设备中应用,能承受高温高压的灭菌环境。
PBI聚合物混合:许多研究表明,气体分离膜的聚合物混合方法可为混合膜提供有趣的特性。聚合物混合不仅能协同结合聚合物的传输特性,较大限度地提高气体渗透性和选择性,还能提供任何成分都不具备的独特品质。因此,通过混合适当选择的材料,可以使用简单而可重复的程序调和具有不同分离和物理化学特性的聚合物。因此,将 PBI 与渗透性更强的聚合物混合可有效提高 H2 的渗透性。研究了 Matrimid 和 m-PBI 混合用于 H2/CO2 分离的情况,并报告说这两种聚合物在整个成分范围内都能形成混溶混合物。这一特性归因于各组分官能团之间的强氢键作用(图 7a)。虽然 Matrimid 和 m-PBI 显示出相似的 H2/CO2 选择性,但添加 25 wt% 的 Matrimid 会使 m-PBI 的 H2 渗透性和 H2/CO2 选择性分别提高 9 倍和 2.5 倍。
将 PBI 聚合物与其他工程聚合物进行比较,了解 PBI 为何优于聚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺和聚酮。CELAZOLE® U系列:主要用于生产在极端高温环境下使用的压缩成型部件。CELAZOLE® T系列:专为注塑成型和挤出成型设计,适用于需要强度高、热稳定性、耐化学性和耐磨性的应用。CELAZOLE® 涂层:适用于中空纤维膜、铸膜或涂层应用的解决方案,具有耐高温保护功能。具有优异的聚合物强度和热稳定性Celazole® U系列产品可用于一些较恶劣的环境——从油田到航空航天再到半导体应用。PBI 塑料可用于制造汽车内饰件,既美观又具备良好的性能。
预浸料加工评估:基于热分析和动态粘度数据,预浸料由“活性”和封端的 8000g mol^(-1) PBl 聚合物和“标准”PBl 制成,作为对照,在由 Hercules AS-4 3K 无上浆碳纤维编织的 Techniweave 5HS 织物(面积重量 364g m^(-2))上,与预浸料 PBl 的典型情况一样,使用 DMAc 中的 45% 树脂固体溶液,8000g mol- 溶液的特性粘度非常低(0.15-0.17 dl g^(-1):而标准聚合物的特性粘度为 0.20-0.25 dl g^(-1)),导致预浸料具有过度粘性,更高的固体含量将缓解此问题并改善 PBI 的加工性能预浸料,因为在层压板固结和固化过程中需要除去的挥发性物质较少。PBI塑料的玻璃化温度范围在234至275℃之间。福建PBI叶片
以其良好的透光性,PBI 塑料可用于制造光学镜片等光学元件。福建PBI叶片
PBI 衍生物:众所周知,对聚合物骨架进行系统的结构改性,既可限制链的堆积,又可抑制链的流动性,从而提高渗透性,同时保持或提高气体分离膜的选择性。图 5 描述了 PBI 的一般结构,其中 R1 可以是直接键、砜、醚或任何其他连接键。R2 可以是烷基或芳基官能团;R3 通常只是氢,也可用于 PBI 交联。要改变 PBI 的骨架结构,进而改变其气体传输特性,较简单的方法可能是操纵二羧酸(图 5,R2;图 4,R)。值得注意的是,目前市场上只有的一种聚苯并咪唑是聚 2,2′-(间苯二酚)-5,5′-联苯并咪唑,又称间苯并咪唑(m-PBI)。福建PBI叶片