世界上性能较高的工程聚合物Celazole® PBI(聚苯并咪唑)是一种全芳香杂环热塑性聚合物,具有较佳的热机械性能,为工程聚合物性能树立了标准。它具有 427℃ 的玻璃化转变温度、强度高和普遍的耐化学性,适用于极端环境。PBI粉末可压缩成型,生产出性能较高的U-60型基础材料,用于加工成PBI零件。PBI 与聚芳醚酮(PEEK 或 PEKK)的化合物以 T 系列颗粒的形式提供,用于注塑和挤出。PBI 溶液可用于生产中空纤维膜和平板膜,以及用于铸造薄膜或涂覆金属。PBI塑料在未来将有更普遍的应用和明显的研究成果。上海PBI耐磨板厂家供应
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。上海PBI耐磨板厂家供应PBI 塑料在石油化工管道中应用,可抵抗腐蚀和高温,保障管道安全。
使用 1-甲基咪唑作为相容剂,将 m-PBI 与正交官能团热重排聚酰亚胺 HAB-6FDA-CI 混合(图 7b),以提高 m-PBI 的 H2 渗透性,同时保持高选择性。相容的混合膜在 400℃下进行热处理,这样聚酰亚胺就能热重排成渗透性更强的聚苯并恶唑结构。混合膜在 H2 渗透性、H2/CO2 选择性和机械性能(柔韧性足以弯曲 180°而不断裂)方面均有改善。这种行为归因于 m-PBI 基体相的同时致密化,从而提高了选择性,以及分散聚酰亚胺相的热重排,从而增强了气体渗透性。
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塑料可用于增强塑料和泡沫材料。
正如它们的高 Tg(>400℃)所示,这些类型的聚合物具有非常坚硬的结构,可明显抵抗二氧化碳塑化,使膜即使在高温下也能保持分离性能。尽管具有这些优点,PBI 聚合物在气体分离方面仍面临着一些挑战,包括由于高度的链堆积和坚硬的聚合物骨架以及脆性而导致的低 H2 渗透性,这使得用这种材料制造薄膜十分困难。聚合物混合、官能化、交联、前体聚合物的热重排、N 取代改性和无机颗粒的加入是克服其缺点的一些方法。目前,m-PBI 是独一可在市场上买到的 PBI,因此,预计还需要更多的努力来普遍研究不同的膜改性技术,以改善其气体传输特性。PBI塑料在半导体和航空工业中有普遍应用。上海PBI耐磨板厂家供应
PBI塑料的密度约为2克/厘米³,玻璃化温度高。上海PBI耐磨板厂家供应
交联:通过增强链刚度和减少自由体积,交联可以改变聚合物的纳米结构,提高其尺寸吸收能力,而不会明显影响 H2 的渗透性,尤其是在高温条件下。在温和条件下将 m-PBI 薄膜浸泡在对苯二甲酰氯溶液中不同时间,以获得不同程度的交联,从而开发出多种交联膜(图 9a)。在略微降低 H2 渗透性的同时,交联改性降低了 CO2 吸附性,从而较大程度上提高了 H2/CO2 选择性(a)对苯二甲酰氯交联 m-PBI 的拟议反应机理。(b) m-PBI 和使用对苯二甲酰氯交联 6 小时(XLPBI-6H)的 m-PBI 在不同温度下的 H2/CO2 分离性能;数据点从左到右依次为 35、100、150 和 200℃。(c) PBI-H3PO4 复合物的拟议质子转移和氢键。采用类似的方法,以 1,3,5-三(溴甲基)苯为交联剂,对 m-PBI 薄膜进行化学交联。膜交联了 24 小时,通过改变交联剂的浓度实现了不同程度的交联。研究发现,增加交联度会降低自由体积,从而明显降低二氧化碳的溶解度和扩散度,而 H2 的渗透率只略有下降。上海PBI耐磨板厂家供应
免责声明: 本页面所展现的信息及其他相关推荐信息,均来源于其对应的用户,本网对此不承担任何保证责任。如涉及作品内容、 版权和其他问题,请及时与本网联系,我们将核实后进行删除,本网站对此声明具有最终解释权。