聚苯并咪唑(PBI)是一种线性无定形聚合物,在无约束的潮湿环境中会吸附水,但不会与水发生反应)。在潮湿的环境中,水会进入聚合物链之间的无约束聚合物基体,使其扩散并拉伸形状或部件的尺寸。水不会与 PBI 结合或发生反应,但会自由进出无约束基质。相反,如果 PBI 受到约束,聚合物链就不会扩散,水也不会渗透。吸收的水可以通过将 PBI 改为干燥环境来解吸,这样基质就会恢复到原来的大小和状态。吸水对 PBI 的影响与对其他热塑性塑料的影响相同;其物理表现有三个方面:吸水会改变部件尺寸,加剧热冲击和压力冲击的影响,降低机械强度。此外,吸附的水分还会影响电绝缘电阻和介电特性。PBI 塑料在新能源汽车电池组件中应用,有助于提高电池性能和安全性。PBI精密注塑规格

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。山东PBI叶片由于其出色的尺寸稳定性,PBI 塑料可用于精密仪器制造,确保仪器精度。

可以使用酸掺杂作为一种交联方法来增强 m-PBI 膜的尺寸筛分能力。研究人员特别使用 H3PO4 和 H2SO4 作为聚丙烯酸来交联 m-PBI 薄膜(图 9c)。通过改变交联溶液中 0.05 至 1.0 wt% 的酸浓度,可获得不同的掺杂水平。交联膜在 200 ℃ 下仍很稳定,在 150 ℃ 下的 H2/CO2 选择性高达 140,令人印象深刻。他们还进一步测试了膜的耐久性,结果表明膜在高温下可稳定运行 120 小时。同一研究小组的 Hu 等人建议使用草酸(OA)和反式乌头酸(TaA)进行 m-PBI 交联。他们发现,酸掺杂对气体溶解度的影响并不明显,而且主要通过提高扩散选择性来改善 H2/CO2 分离性能。表 2 总结了文献中报道的交联 m-PBI 膜的性能。
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。PBI 塑料的良好加工性能,使其能被加工成各种复杂形状的产品。

尽管PBI(聚苯并咪唑)在众多领域中展现出了突出的性能,但它也存在一定的不足之处。特别是在耐高温蒸汽方面,其能力显得相对不足,一旦吸收水分,性能便会受到影响。然而,这并未能掩盖PBI的诸多优点。例如,它是由Mitsubishi Chemical Group生产的Duratron® CU60 PBI聚苯并咪唑,便是一种高性能的工程塑料。它不仅具有出色的机械性能和耐热性,还能在400°F/205°C以上的高温下保持优良的机械性能。在极端温度环境下,其耐磨性和承载能力优于任何其他增强的或未增强的高级工程塑料,因此深受半导体制造商的青睐,特别是对于真空室的应用。此外,Duratron® PBI还适用于高温轴套、连接器、阀座以及探头透镜等部件的制造。PBI塑料的密度约为2克/厘米³,玻璃化温度高。浙江PBI叶轮市价
PBI塑料被国际消防员协会认可为高耐热材料。PBI精密注塑规格
微裂纹可能是由于这种改性 PBl 的抗拉强度和断裂韧性较低造成的,8000g mol^(-1)“活性”PBI 表现出的流量略低,导致层压板的空隙率较高,但仍几乎是 20000g mol^(-1) PBI 层压板的一半。8000g mol^(-1)“活性”PBl 层压板在低至 2.07 MPa 的压力下成功加工,其机械性能与对照品相当。此外,这种 PBl 聚合物在高温下具有优异的性能。这可以通过将 PBI 视为传统热固性聚合物来解释,其机械性能(和 Tg)较少依赖于初始分子量,而更多地依赖于交联密度,虽然确切的交联机制尚不完全清楚,但流变数据表明 PBl 端基起着至关重要的作用。对固化和“未固化”层压板的动态机械热分析(Polymer LaboratoriesDMTA)证实了这一结论。PBI精密注塑规格