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 塑料的低介电损耗使其在微波通信领域有着重要应用。浙江PBI耐磨条生产厂家
聚苯并咪唑(PBI)制备方法分为溶液法、熔融法,其中熔融法包括高温溶液缩聚法、低温溶液缩聚法、熔融缩聚法等。熔融缩聚法是3,3′-二氨基联苯、间苯二甲酸二苯酯在加热条件下进行熔融缩聚反应,再经脱水环化反应制得聚苯并咪唑成品。根据新思界产业研究中心发布的《2024-2029年聚苯并咪唑(PBI)行业市场深度调研及投资前景预测分析报告》显示,2023年,全球聚苯并咪唑市场规模在2.6亿美元左右。全球聚苯并咪唑产能主要集中在美国、德国、日本、中国等地区,相关企业有美国塞拉尼斯、美国PBI Performance Products, Inc.(美国PBI公司)、德国赢创、德国巴斯夫、印度Gharda Chemicals、法国Nature Plast等。上海PBI蜗壳价位PBI塑料的瞬间耐受温度高达760度。
PBI涂层设备:涂层是在 Brewer Science, Inc. CB-100 旋涂机上生产的,而喷涂和封装则使用 Daetec 设计的定制工具。计量数据由 XP-1 触针轮廓仪、AFP-200 原子力轮廓仪和 Xi-100 光学轮廓仪生成。在适用的情况下,设备设置包括 5 毫克触笔负载、较小 4 毫米距离和 0.5 毫米/秒的速度。对于清洁测试,使用点和环触点的 Hg 探针(型号 802B-150)、HP 4140B 皮安表源,由 MDC 测量系统支持,具有 I-V 绘图程序 @ 10 mv 步长从 0-1V [11]。生成典型的 I-V 图来比较趋势并研究保护膜的击穿电压。用于材料表征的分析设备包括 SEM (Hitachi 4700)、能量色散 X 射线光谱 (EDS)、带 ATR 的 FTIR(Spectrum 100、DGTS 检测器、ZnSe 涂层附件、Perkin-Elmer)。改良的脱气热重测试方法是通过典型的实验室规模(+/- 0.1mg)进行的。UV 固化设备包括 Intelli-Ray 400 微处理器控制的光固化系统。
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。PBI塑料在阿波罗计划中用于宇航员的服装制造。
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。PBI 塑料的高韧性使其在受到冲击时不易破裂,适用于制造防护产品。江苏PBI活塞环价格
PBI 塑料可制成纤维,用于制作防护服装,提供强度高防护。浙江PBI耐磨条生产厂家
PBI涂层表征方法:涂层附着力和划痕试验:使用交叉切割试验确定涂层与基材分离的阻力。使用工具在涂层表面切割出直角格子图案,一直穿透到基材。使用划痕机研究涂层的耐刮擦性。为了研究“临界载荷”,对每个涂层系统进行了至少 3 次划痕试验,速度为 1 mm/s,载荷从 0.5 增加到 100 N,划痕距离为 15 mm(图 1)。滑动磨损试验:根据 ASTM G176试验台,在块环上进行滑动摩擦和磨损试验(图 2)。将固定涂层压在旋转的金属环上。使用的对应物是 100 个 Cr6 钢环,外径为 13 mm,平均表面粗糙度为 Ra≈ 0.2 μm。测试在室温下的干滑动条件下进行,参数如下:标称初始接触压力 = 0.5 MPa、滑动速度 = 1 m/s、测试时间 = 2 h。磨损量通过白光显微镜测量。浙江PBI耐磨条生产厂家