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。PBI 塑料凭借其突出的机械强度,在制造高性能机械部件时发挥关键作用。上海PBI低温密封垫厂家精选

PBI 中空纤维:要充分利用 PBI 的明显特性,必须将其转化为商业上可行的膜配置。这种膜组件的目标是降低膜成本,较大限度地提高气体渗透率和膜表面体积比,以获得较小的整体碳足迹和组件尺寸,因为所需的高压和高温膜外壳是一个重要的资本成本组成部分。利用中空纤维膜(HFM)组件是一种很有前途的方法,可以在减少组件尺寸的同时明显增加膜的有效面积。在各种膜配置中,中空纤维膜组件可提供较大的堆积密度。HFM 模块的堆积密度高达 30,000 m²/m³。我们一直在努力研究将中空纤维的有益特性与 m-PBI 结合形成高渗透、高面积密度膜所产生的协同效应。由于高频膜通常具有非对称结构,而且选择层超薄,容易产生缺陷。因此,在制造过程中通常需要添加填料、交联和涂层等步骤来提高选择性。表 4 总结了较近开发的基于 m-PBI 的 HFM 的 H2/CO2 分离性能。江苏PBI零件制造商PBI 塑料的耐辐射性能突出,适用于核工业等对辐射防护要求高的领域。

建议将 m-PBI 与聚苯胺 (PANI) 混合,然后进行热处理,这样可以形成含氮的碳质材料,从而提供更高的渗透性。研究人员报告说,在混合膜中添加多达 20% 的 PANI 可使 H2 的渗透性提高 4 倍,但选择性略有下降。建议将 m-PBI 与磺化聚苯砜(sPPSU)混合,后者是一种酸性聚合物,可与 m-PBI 形成离子键,从而在整个范围内形成混溶混合物(图 8)。在制造过程中,对混合膜进行了热处理,以增加两种成分之间的离子键数量。结果发现,与纯 m-PBI 相比,在 35 和 150 摄氏度下,经 300℃热处理的 50/50 sPPSU/m-PBI 混合膜的性能较佳(H2 渗透率增加一倍,同时保持选择性),这是因为即使在高温下,强离子键也会限制聚合物链的流动性。表 1 列出了 m-PBI 混合膜的性能概览。
PBI涂层混合物条件对于确保基材润湿、所需厚度和均匀性非常重要。固化 - 将涂层适当固定和凝结在表面上,使表面符合要求或平面化。任何涂层工艺的成功取决于基材的制备。这包括去除表面污染物、碎片、颗粒和表面钝化。对于金属,这将增强 PBI 聚合物和基材之间的化学相互作用,同时减少在空气中固化时与基材的氧化相互作用。陶瓷和氧化物形成金属(即铝、硅、钛等)通常只需要清洗步骤(无需钝化)。PBI 涂层通过蒸发方式固化,以除去剩余的溶剂,留下缩合聚合物。此处提到的固化条件不适用于紫外线固化实践。PBI塑料的超耐磨性使其在高摩擦环境中表现突出。

在 m-PBI 基质中加入无机填料是克服过选择性权衡的一种简单但非常有益的方法。然而,目前较先进的 PBI MMM 主要是基于 ZIF 的填料,因为它们与 PBI 的咪唑官能团有很好的联系。必须更加关注新型填料的确定和功能化,如具有出色 H2/CO2 分离特性的共价有机框架,以提高它们与 PBI 的兼容性,从而提高其分离性能。强度损失:较后,吸水性会影响强度。在极端情况下,当水/蒸汽完全饱和时,PBI 的强度损失可达 45%。表 3 和表 4 说明了这一点。相反,如果部件吸水饱和,然后进行干燥,其强度、模量、伸长率和硬度将恢复到原始值。PBI塑料的玻璃化温度范围在234至275℃之间。上海PBI低温密封垫厂家精选
PBI塑料的商品名称为Celazole PBI。上海PBI低温密封垫厂家精选
聚苯并咪唑 (PBl) 是一种杂环聚合物,以其出色的热稳定性和化学稳定性而闻名。Hoechst Celanese 较近开发了 PBI(2,2'-(间苯基)-5,5'-双苯并咪唑)作为工程塑料,商品名为 Celazole。该聚合物具有出色的抗压强度、高拉伸强度和模量,玻璃化转变温度为 425℃。过去曾使用低分子量、低聚形式的 PBI 作为复合材料基质材料。此外,原位聚合会产生大量缩合副产物(苯酚和水),这意味着需要高压固化条件来较大限度地减少空隙。近来,中等分子量的 PBI(12000-20000g mol^(-1) 重均分子量)已与 N,N-二甲基乙酰胺 (DMAc) 溶剂结合使用,以生产具有出色粘性和悬垂性的预浸料。这些预浸料明显减少了缩合副产物,从而提高了可加工性和性能。本文报道了聚合物改性,这些改性增强了在标准高压釜压力下固化 PBI 预浸料的能力,并具有改进的高温复合材料性能的额外优势。上海PBI低温密封垫厂家精选