2000:PBI 成为新兴燃料电池行业高温膜电极组件的 PBI 聚合物和薄膜供应商,并于 2004 年分拆出质子交换膜 (PEM) 电池业务。2005:Jerry 和 Anita Zucker夫妇拥有的InterTech Group, Inc.从塞拉尼斯公司手中收购了 PBI 业务,为其注入了新的活力,并赋予其发展和发挥全球潜力的新使命。2012:洛斯阿拉莫斯国家实验室(LANL)使用 PBI 分离膜在 250℃ 的模拟合成气中进行了为期 330 天的评估,结果表明 PBI 分离膜具有稳定的 H2/CO2 分离效果,通量和选择性均创历史新高,且性能没有下降。2016年:NASA 批准在绝缘化合物中使用 PBI,用于可重复使用且有史以来较大的固体燃料火箭发动机——太空发射系统五段助推器。具有良好的耐水解性,PBI 塑料可用于潮湿环境下的设备制造。江苏PBI部品参考价

本综述试图及时汇编所有这些信息,以全方面介绍 PBI 膜作为 H2/CO2 分离技术的当前可行性。H2/CO2 分离机制:气体分子通过致密聚合物膜的传输是通过溶液扩散模型来描述的(图 2d)。根据该机制,渗透气体在进料端溶解到膜中,扩散穿过膜,并在渗透端回收。渗透性被定义为溶解性和扩散性的乘积;因此,分离 H2 和 CO2 的选择性 αH2/CO2 分别表示为 H2 和 CO2 渗透性(PH2 和 PCO2)的比率。其中 DH2/DCO2 表示扩散选择性,αH2/CO2D 和 SH2/SCO2 表示溶解选择性 αH2/CO2S。因此,扩散性和溶解选择性的组合决定了总体选择性。PBI螺栓哪家好PBI塑料被国际消防员协会认可为高耐热材料。

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。
PBI 衍生物:众所周知,对聚合物骨架进行系统的结构改性,既可限制链的堆积,又可抑制链的流动性,从而提高渗透性,同时保持或提高气体分离膜的选择性。图 5 描述了 PBI 的一般结构,其中 R1 可以是直接键、砜、醚或任何其他连接键。R2 可以是烷基或芳基官能团;R3 通常只是氢,也可用于 PBI 交联。要改变 PBI 的骨架结构,进而改变其气体传输特性,较简单的方法可能是操纵二羧酸(图 5,R2;图 4,R)。值得注意的是,目前市场上只有的一种聚苯并咪唑是聚 2,2′-(间苯二酚)-5,5′-联苯并咪唑,又称间苯并咪唑(m-PBI)。以其良好的透光性,PBI 塑料可用于制造光学镜片等光学元件。

目前,化石燃料是通过蒸汽转化生产 H2 的主要来源(图 1)。但这一工艺的缺点是会产生大量温室气体,包括副产品二氧化碳。根据原料的质量,每生产一吨 H2 会产生 9-12 吨 CO2。从二氧化碳中分离出 H2 在热力学上是非自发的,没有外部能源的输入是不可能实现的。因此,开发高效的 H2 和 CO2 分离技术对于生产高纯度和廉价的 H2 至关重要。通常,二氧化碳是通过低温蒸馏或变压吸附工艺分离出来的。在低温蒸馏过程中,气体被冷却到非常低的温度,从而使二氧化碳液化并分离出来。另一方面,变压吸附法的工作原理是:在高压下,气体倾向于吸附在固体上,当压力降低时,气体被解吸。由于 H2 的吸附率不同于 CO2,因此 H2 可以被净化。虽然这些方法通常能得到高纯度的 H2,但它们需要消耗大量能源(需要非常高或非常低的温度),而且涉及复杂的操作和维护。在轨道交通车辆中,PBI 塑料用于制造内饰和关键部件,提升车辆性能。江苏PBI部品参考价
PBI塑料可用作高温结构胶粘剂。江苏PBI部品参考价
聚苯并咪唑:尽管一些无机膜已显示出优异的 H2/CO2 分离性能,但聚合物膜因其成本低、易于制造和良好的加工性而更具吸引力。目前,PBI、聚酰亚胺以及较近出现的热重排聚合物及其衍生物是 H2/CO2 气体分离的表示聚合物。如图 4 所示,聚苯并咪唑(PBI)属于高性能工程热塑性塑料,通常通过芳香族双邻二胺和二羧酸衍生物之间的缩合反应制造而成。PBI 具有较高的热稳定性和化学稳定性、优异的机械性能以及较高的 H2/CO2 本征选择性,较近已被公认为是 H2/CO2 分离膜的合适选择。江苏PBI部品参考价