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30,000m²/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。PBI塑料的加工难度较大,需要专业设备和技术。PBI制品制造

微裂纹可能是由于这种改性PBl的抗拉强度和断裂韧性较低造成的,8000gmol^(-1)“活性”PBI表现出的流量略低,导致层压板的空隙率较高,但仍几乎是20000gmol^(-1)PBI层压板的一半。8000gmol^(-1)“活性”PBl层压板在低至2.07MPa的压力下成功加工,其机械性能与对照品相当。此外,这种PBl聚合物在高温下具有优异的性能。这可以通过将PBI视为传统热固性聚合物来解释,其机械性能(和Tg)较少依赖于初始分子量,而更多地依赖于交联密度,虽然确切的交联机制尚不完全清楚,但流变数据表明PBl端基起着至关重要的作用。对固化和“未固化”层压板的动态机械热分析(PolymerLaboratoriesDMTA)证实了这一结论。陕西PBI产品凭借独特的介电性能,PBI 塑料在高频电路中有着重要应用。

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1.0wt%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。
历史PBI较初是为美国国家航空航天局(NASA)开发的一种防火纤维,随着技术的不断突破,其应用领域也在不断拓展。1961:H.Vogel和C.S.Marvel初次合成了全芳香族聚苯并咪唑(PBI),并记录了其突出的热氧化稳定性。1967年:阿波罗1号宇航员在发射前不幸失火身亡,美国国家航空航天局(NASA)与塞拉尼斯公司签订合同,生产用于宇航员服装的PBI,并在阿波罗计划、太空实验室计划和航天飞机计划中继续使用。1976年:国际消防员协会(IAFF)发布了FIRES(消防员综合反应设备系统)项目报告。该报告指出,40%PBI/60%Kevlar的混合物具有高抗撕裂强度和高耐热性。PBI塑料的商品名称为Celazole PBI。

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塑料在900℃的高温下失重只为30%。陕西PBI产品
PBI 塑料在电子封装领域发挥重要作用,有效保护电子元件。PBI制品制造
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2.07MPa(300psi)),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8000gmol^(−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12000gmol^(−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制品制造