近几十年来,氢气作为一种高质量的可再生能源载体,在全球范围内重新获得了越来越多的关注,这主要是由于燃料电池的进步以及人们对环境问题的日益关注。目前,化石资源的蒸汽转化是生产 H2 的主要途径。但这一工艺的缺点是会产生大量温室气体,包括作为副产品的二氧化碳。在过去的几十年里,膜分离技术有了长足的发展、突破和进步,可以成为实现廉价和高纯度 H2 的关键组成部分。然而,只有少数膜材料能够承受通过蒸汽转化生产 H2 的苛刻条件。基于聚苯并咪唑(PBI)的膜显示出突出的化学、热和机械稳定性,以及高内在 H2/CO2 选择性。本综述旨在概述基于 PBI 的结构改性、交联、混合基质和中空纤维膜的较新发展,以开发适用于工业的 H2 选择性膜。具有良好的自润滑性,PBI 塑料可减少机械部件之间的摩擦和能耗。江苏PBI高温密封圈生产厂家

PBI 分子量和端基改性:上述讨论表明,PBl 预浸料的固化需要相对严苛的条件。我们的目标是设计一种 PBI 预浸料,该预浸料可在标准生产环境的设备限制内固化(即高压釜可处理 2.07 MPa (300 psi)),但保持与 PBI 相关的出色短期高温性能。我们的方法是通过使用较低分子量的 PBI 和/或封端聚合物来降低聚合物粘度。由于标准配方中的 PBl 聚合物是“活性”聚合物,因此推测高固化温度会导致固化过程中聚合物分子量增加,从而降低聚合物流量。通过降低反应时间和温度来改变活性聚合物的分子量。后续实验中使用分子量约为 8000g mol^(−1) 的“活性”PBl 聚合物。苯甲酸苯酯用作封端剂。计算添加的封端剂量,使分子量分别为 8000 和 12000g mol^(−1)。这些聚合物也用于后续实验。分子量是通过 DMAc 中的特性粘度测量确定的。下面给出了一个示例程序。PBI活塞环厂家供应PBI 塑料可用于制造 3D 打印材料,满足复杂结构零件的制造需求。

随着研究深入、技术发展,聚苯并咪唑细分品种也逐渐丰富,包括聚苯并咪唑纤维、聚苯并咪唑薄膜、聚苯并咪唑粉末、聚苯并咪唑泡沫、聚苯并咪唑聚合物、聚苯并咪唑胶粘剂等,其中聚苯并咪唑薄膜、聚苯并咪唑纤维为主要品种。PBI薄膜具有良好的可溶解加工性、耐氧化稳定性、机械性,在高温燃料电池隔膜、离子交换膜、气体分离膜、纳滤膜、半导体绝缘层、污水处理等领域具有巨大应用潜力。聚苯并咪唑纤维是一种高性能纤维,具有耐高温、阻燃性好等特点,可用于制造防原子辐射的防护服、消防用防火服、飞行服、航空服及飞机减速用降落伞等。
PBI 是一种可用于其他树脂无法满足的极端高温,极恶劣化学和等离子体环境中或者对产品耐用性和耐磨性要求很高的应用环境中的理想材料。 PBI零件被应用于半导体和平板显示器制造,电绝缘零件,保温应用以及密封,轴承,耐磨板在各工业中应用。在苛刻的航空航天应用评估中,PBI也具备突出的强度和短期耐高温能力。PBI塑料(聚苯并咪唑)和聚四氟乙烯(PTFE)在多个方面存在明显的差异,这些差异主要体现在它们的化学结构、物理性能、应用领域以及优缺点等方面。PBI 塑料可用于制造精密模具,保证模具的精度和使用寿命。

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。在半导体制造中,PBI 塑料用于制造承载晶圆的器具,确保生产精度。PBI活塞环厂家供应
PBI塑料在电池制造中也有应用。江苏PBI高温密封圈生产厂家
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。江苏PBI高温密封圈生产厂家