聚苯并咪唑(PBI)的一般化学结构。通过改变 R2,制备了四种不同的 PBI 衍生物,以研究主链结构对相应膜的 H2/CO2 分离性能的影响。与商用 m-PBI 相比,在 PBI 主链中加入各种笨重、柔韧和受挫的官能团会较大程度上破坏聚合物链的致密堆积,较终导致 H2 渗透性明显提高。然而,正如预期的那样,H2/CO2 的选择性也有所下降。Kumbharkar 等人利用 5-叔丁基间苯二甲酸(BuI)作为笨重的二羧酸单体来合成 Bul-PBI,结果降低了链的堆积密度,热稳定性略有下降,而溶剂溶解性却有所提高。Bul-PBI 膜的扩散选择性为 37.8(高于 m-PBI),溶解选择性为 0.15(略低于 m-PBI)。图 6 显示了之前报告的研究中测量的改性 PBI 基聚合物的 H2 渗透性和选择性数据的上限图。由此可见,在对 PBI 的骨架结构进行处理的同时,通常还要在气体渗透性和选择性之间进行权衡。各种 PBI 衍生物的详细列表见表 S1。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。PBI医用接头厂家精选

在 DMAC(6-13%)中制备 PBI 聚合物,将其旋涂在硅晶片上,按照表 4 固化,并测量厚度。第二组样品含有重组形式的 PBI 聚合物细粉。重组 "形式的 PBI 粉末用于非DMAC 溶剂或进行紫外线固化时。PBI "recon "的制备过程,即用于紫外线固化的 PBI 重组。将 PBI 涂料(在 DMAC 中的含量为 26%)与非溶剂混合,开始沉淀(A)。沉淀物经过滤并用更多的非溶剂清洗(B),去除并干燥(C),然后加入约 10% 的 DMAA 并进行紫外线固化(D)。在玻璃上固化的 PBI 厚度大于 250 微米。上海PBI螺栓定制PBI塑料在电池制造中也有应用。

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。
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。PBI塑料的密度约为2克/厘米³,玻璃化温度高。

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 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。上海PBI螺栓定制
凭借出色的气密性,PBI 塑料可用于制造密封件,保证设备密封性。PBI医用接头厂家精选
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。PBI医用接头厂家精选