PBI（聚苯并咪唑）作为当今较高级别的工程塑料，在众多领域中展现出了突出的性能。它拥有出色的耐高温特性，长期工作温度可达310℃，且瞬时耐受温度高达760℃。同时，PBI还具备优异的耐腐蚀性，在酸碱环境中能保持稳定。其强度高特点使得它的强度达到Vespel产品的两倍，成为现有工程塑料中强度较高的产品。此外，PBI的高硬度只次于玻璃，而高纯度灰分则可控制在2ppm以下，非常适合半导体行业和特种玻璃行业等对塑料制品性能要求极高的场合。由于其独特的性能，PBI在塑料无法实现的领域中也能找到较佳解决方案。因其低热膨胀系数，PBI 塑料可用于光学仪器，保证光学元件的精度。上海PBI棒加工
尽管用于 H2/CO2 分离的聚合物基膜具有诸多优点，但其在工业应用中的发展也面临着一些挑战，其中较重要的是塑化和高温下的低稳定性。玻璃聚合物具有刚性，因此可抗塑化并在高温下保持稳定，是合适的选择。有人建议使用聚苯并咪唑（PBI）进行 H2/CO2 分离，这是一种符合上述要求的特种聚合物。它在高温下（玻璃转化温度，Tg = 425-435℃）稳定，具有较高的 H2/CO2 本征选择性，并且由于具有高硬度结构和致密的链包装，预计可以承受塑化。然而，气体分子通过 PBI 的传输速率非常缓慢，这也是由于它具有使其更耐塑化的相同特性。改善其渗透性的方法包括与渗透性更强的聚合物混合、改变其化学结构以及在聚合物基体中添加填料。上海PBI密封板哪家好PBI塑料可用作真空室部件的制造材料。
PBI聚合物的化学结构。与其他工程物质相比，PBI聚合物位于聚合物性能三角形的较高温度指数的顶部。该三角形被分成两半，左侧为非晶态材料，右侧为结晶或半结晶材料。相对于其他材料，PBI 的性能超过了用于解决行业较复杂挑战的未填充物质的耐热性能。聚合物的耐热性可以通过多种方式来实现。这可能包括与其他更高 Tg 的聚合物混合或通过添加填料。无定形聚合物和热固性聚合物都可以发生共混。PBI 因其非常高的耐热性而成为有吸引力的共混聚合物，如表中的 TGA 和其他性能所示。
无机颗粒的加入：在过去的三十年里，为了不断寻找低成本、高性能且性能更好的膜，人们开发并普遍研究了混合基质膜（MMM）。混合基质膜基于固-固系统，由嵌入聚合物基质的无机分散相组成。除了提高机械强度外，MMM 还兼具无机填料的选择性和有机聚合物的易加工性。二氧化硅、分子筛、沸石、活性炭和碳纳米管是目前用作 MMM 填料的材料。特别是沸石，具有不同的化学成分、颗粒尺寸和纹理特征，是经常被研究的纳米多孔填料。然而，由于聚合物与无机物的相容性较差，这些填料通常会在 MMM 中造成空隙或缺陷，从而导致膜选择性的明显降低。沸石咪唑框架（ZIF）是一种通过分子自组装制成的金属有机框架（MOF），其中咪唑衍生物与四面体配位的阳离子（通常是锌或钴）相连接。除了具有高热稳定性外，咪唑官能团的存在还使这一类材料成为基于 PBI 的 MMM 的较佳选择，因为填料与 PBI 基质之间存在良好的连接（咪唑基团）；因此，膜基质中的缺陷可以得到缓解。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。
在 m-PBI 基质中加入无机填料是克服过选择性权衡的一种简单但非常有益的方法。然而，目前较先进的 PBI MMM 主要是基于 ZIF 的填料，因为它们与 PBI 的咪唑官能团有很好的联系。必须更加关注新型填料的确定和功能化，如具有出色 H2/CO2 分离特性的共价有机框架，以提高它们与 PBI 的兼容性，从而提高其分离性能。强度损失：较后，吸水性会影响强度。在极端情况下，当水/蒸汽完全饱和时，PBI 的强度损失可达 45%。表 3 和表 4 说明了这一点。相反，如果部件吸水饱和，然后进行干燥，其强度、模量、伸长率和硬度将恢复到原始值。PBI塑料在灯泡接触件制造中有出色表现。上海PBI棒加工
Celazole® PBI制品在半导体和平板显示器制造中有商业化应用。上海PBI棒加工
建议将 m-PBI 与聚苯胺 (PANI) 混合，然后进行热处理，这样可以形成含氮的碳质材料，从而提供更高的渗透性。研究人员报告说，在混合膜中添加多达 20% 的 PANI 可使 H2 的渗透性提高 4 倍，但选择性略有下降。建议将 m-PBI 与磺化聚苯砜（sPPSU）混合，后者是一种酸性聚合物，可与 m-PBI 形成离子键，从而在整个范围内形成混溶混合物（图 8）。在制造过程中，对混合膜进行了热处理，以增加两种成分之间的离子键数量。结果发现，与纯 m-PBI 相比，在 35 和 150 摄氏度下，经 300℃热处理的 50/50 sPPSU/m-PBI 混合膜的性能较佳（H2 渗透率增加一倍，同时保持选择性），这是因为即使在高温下，强离子键也会限制聚合物链的流动性。表 1 列出了 m-PBI 混合膜的性能概览。上海PBI棒加工
