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塑料的瞬间耐受温度高达760度。浙江PBI低温密封垫价格

尽管用于 H2/CO2 分离的聚合物基膜具有诸多优点,但其在工业应用中的发展也面临着一些挑战,其中较重要的是塑化和高温下的低稳定性。玻璃聚合物具有刚性,因此可抗塑化并在高温下保持稳定,是合适的选择。有人建议使用聚苯并咪唑(PBI)进行 H2/CO2 分离,这是一种符合上述要求的特种聚合物。它在高温下(玻璃转化温度,Tg = 425-435℃)稳定,具有较高的 H2/CO2 本征选择性,并且由于具有高硬度结构和致密的链包装,预计可以承受塑化。然而,气体分子通过 PBI 的传输速率非常缓慢,这也是由于它具有使其更耐塑化的相同特性。改善其渗透性的方法包括与渗透性更强的聚合物混合、改变其化学结构以及在聚合物基体中添加填料。PBI压裂球供应PBI 塑料在未来的高科技领域,有望发挥更普遍和重要的作用。

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)。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。

PBI涂层附着力和耐刮擦性:纯 PBI 涂层的附着力受较终固化温度的影响很大。随着温度的升高,铝基板的强度明显增加。系统 PBI_280 的网格切割强度(GK=0)达到了较佳值(图 4,左)。“临界载荷”(涂层开始破裂并从基材上剥离的载荷)的结果显示,纯 PBI 涂层和之前测试的 PAI 涂层之间存在明显差异(图 4,右)。测量到 PBI_280 涂层的较高临界载荷(约 82 N),与较高的耐刮擦性相对应。PBI_180 和 PBI_215 之间的差异很小,由于测试结果分散,可以忽略不计。其他作者也观察到块状 PBI 具有非常高的耐刮擦性。凭借独特的介电性能,PBI 塑料在高频电路中有着重要应用。浙江PBI低温密封垫价格
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。浙江PBI低温密封垫价格
相比之下,膜法 H2/CO2 分离工艺只需施加跨膜压力即可运行,不涉及任何相变或吸附剂再生,因此能以比传统方法低得多的能耗进行分离。除了能耗低之外,膜分离技术还具有碳足迹小、维护简单、可连续运行和设计灵活等优点,使其成为较有前途和可持续的 H2 净化技术。然而,制造在所需的严格操作条件下稳定的高渗透性和 H2 选择性膜是一项挑战。例如,虽然钯膜对 H2 有极高的选择性,而且如果做得足够薄,还能获得高 H2 通量,但一般来说,它们的机械性能并不稳定。在包括无机物、金属和多孔碳在内的多种膜合成材料中,聚合物因其溶液加工的简便性以及成本、性能和化学性质的良好平衡而成为较发达和商业上较可行的选择。浙江PBI低温密封垫价格