正如它们的高 Tg(>400℃)所示,这些类型的聚合物具有非常坚硬的结构,可明显抵抗二氧化碳塑化,使膜即使在高温下也能保持分离性能。尽管具有这些优点,PBI 聚合物在气体分离方面仍面临着一些挑战,包括由于高度的链堆积和坚硬的聚合物骨架以及脆性而导致的低 H2 渗透性,这使得用这种材料制造薄膜十分困难。聚合物混合、官能化、交联、前体聚合物的热重排、N 取代改性和无机颗粒的加入是克服其缺点的一些方法。目前,m-PBI 是独一可在市场上买到的 PBI,因此,预计还需要更多的努力来普遍研究不同的膜改性技术,以改善其气体传输特性。PBI塑料可用作高温结构胶粘剂。江苏PBI低温密封垫供应
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耐磨条制造商PBI塑料可用于制造探头透镜等部件。
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。
ZIF-7 的孔径为 3.0 A,完全介于 H2 和 CO2 的分子动力学直径之间。将 ZIF-7 添加到 m-PBI 中,添加量达到 50%,结果表明所有 MMMs 成分的 Tg 值均高于纯 m-PBI膜,这表明热稳定性得到了进一步提高。在分离性能方面,MMMs 明显提高了 H2 的渗透性,H2/CO2 的选择性略有增加。同一研究小组建议使用 ZIF-8 作为填料来提高 H2 的渗透性,因为 ZIF-8 比 ZIF-7 更多孔。随着 ZIF-8 负载的增加,ZIF-8/m-PBI 膜的 H2 渗透率急剧上升,从纯 m-PBI 的 3.7 巴勒上升到 60/40 ZIF-8/m-PBI 的 1749.9 巴勒。在填料含量为 17.8 wt% 时,H2 /CO2 选择性较初上升到 13.2 的较大值,随后又再次下降。PBI 塑料可用于制造太阳能电池板边框,提高电池板的耐用性。
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)。PBI 塑料可制成纤维,用于制作防护服装,提供强度高防护。江苏PBI低温密封垫供应
PBI 塑料在新能源汽车电池组件中应用,有助于提高电池性能和安全性。江苏PBI低温密封垫供应
1983年:塞拉尼斯公司在美国南卡罗来纳州罗克山的PBI聚合和纤维工厂投产。1989年:塞拉尼斯公司获得了头一项关于压模 Celazole® PBI 产品(U 系列)的专业技术,随后在 1991 年又获得了头一项关于 PBI-聚芳醚酮混合物(T 系列)的专业技术。1994年:纽约市消防局指定使用 PBI 作为他们的防护装备,为市政消防局的个人防护设备设定了标准。到 1996 年,该产品已销往全球。如今,该公司的纤维已被全球公认为市场上性能较高、尺寸较稳定的阻燃纤维。1996:推出高纯度 Celazole® PBI 部件,并将其商业化,用于半导体和平板显示器的化学气相沉积、物理的气相沉积、蚀刻和相关制造工艺。江苏PBI低温密封垫供应