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。PBI塑料在化工、石油、制药等领域有普遍应用。北京PBI密封板
PBI应用领域:PBI材料因其出色的性能,在多个领域有普遍应用:航空航天:PBI用于制造防护密封、热和机械绝缘体以及飞机的鼻锥等部件。消防:PBI用于消防员防护服、高温手套和宇航员飞行服。能源:PBI材料在燃料电池膜应用中展现出良好的前景。工业应用:PBI用于制造耐高温涂层、溶液和粉末,适用于电子、航空航天和工业需求。制备工艺:PBI可以通过缩聚反应制备,通常使用四氨基联苯与间苯二甲酸二苯酯作为原料。合成过程分为两个阶段,均在惰性气氛中进行,生成高分子量的聚合物。PBI纤维可以通过干纺法制备,溶液中添加少量氯化锂可以延长保质期。此外,PBI粉末可用于压缩成型,颗粒形式则用于注塑和挤出。北京PBI密封板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主要特性:1.作为当今较高级的热塑性塑料,PBI具有较耐高温的优点,在空气中的连续工作时间可以达到20000小时,长期耐高温工作温度可以达到310度,500度高温下仍可以连续工作数小时,瞬间耐受温度可以达到760度。2.PBI具有出色的机械强度、刚性、硬度和抗蠕变性能,具有突出的尺寸稳定性。3.出色的耐磨和摩擦性能。4.极低的线性热膨胀系数。5.出色的抗高能辐射性能(r射线和x射线),PBI具有优异的耐腐蚀特性,再在强酸强碱环境中仍能保持稳定性。6.固有的低可燃性。7.离子污染环境下得高纯度。8.低排气性(干性材料)。在有离子杂质的工作环境下,PBI是干净的而且不排气(在水中除外)。
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塑料的密度约为2克/厘米³,玻璃化温度高。
作为一种清洁能源载体,氢气越来越受到人们的青睐,而氢气选择性膜作为氢气经济的一项关键技术,也越来越受到人们的关注。H2 主要由化石资源(如天然气和煤炭)通过蒸汽重整工艺生产,二氧化碳是主要副产品。基于 PBI 的膜具有出色的化学稳定性和热稳定性,并具有较高的 H2/CO2 本征选择性,使其成为 H2 分离技术的较佳选择。较近,为了使 PBI 膜更适用于 H2 分离行业,即提高 H2 的过选择性,人们对聚合物链骨架进行了改性、聚合物混合、化学交联和加入无机填料。PBI 塑料的低摩擦系数使其成为制造轴承、齿轮等部件的理想材料,能减少磨损。北京PBI密封板
PBI塑料成为燃料电池行业高温膜电极组件的供应商。北京PBI密封板
虽然已经证明8000g mol^(-1)PBI可以在低至2.07 MPa的压力下加工,产生与对照相同的机械性能,但固化周期尚未优化,计划在此方面开展进一步的工作。此外,如果我们现在考虑 PBI 作为热固性聚合物,那么应该可以进一步降低分子量以增强加工性能,而不会对机械性能产生任何有害影响。但是,应该注意的是,存在一个下限,随着分子量的降低,固化周期中释放出的缩合挥发物的百分比将会增加,而且,更高的交联密度会降低 PBI 的断裂韧性。该领域的持续研究将探索较低分子量的 PBl(在 6000g mol^(-1) 范围内),以及在 8000g mol^(-1)“活性”PBI 上产生更多的机械性能。北京PBI密封板