PBI溶液:PBI聚合物是一种无定形热塑性塑料,可以很容易地溶解在非质子溶剂中,例如n,n-二甲基乙酰胺(DMAC)、二甲基亚砜(DMSO)和n-甲基吡咯烷酮(NMP)。PBI 聚合物以粗粉末形式生产,分类为 0.8 IV(特性粘度)。PBI的溶剂混合物可以通过添加至所选溶剂、加热和混合来制备。该溶液需要通过添加氯化锂 (LiCl) 或类似物来稳定离子。非腐蚀性应用可考虑使用硝酸锂 (LiNO3)。离子材料的典型浓度为<2% LiCl,或<0.5M。PBI 聚合物溶液有 26% 的 DMAC(含 LiCl)溶液和 10% 的 DMAC(不含 LiCl)溶液。PBI塑料具有优异的热稳定性和电绝缘性。上海PBI注塑齿轮加工
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)。上海PBI齿轮定制价格PBI塑料的市场价格相对较高,主要应用在高级市场。
聚苯并咪唑(PBI)的一般化学结构。通过改变 R2,制备了四种不同的 PBI 衍生物,以研究主链结构对相应膜的 H2/CO2 分离性能的影响。与商用 m-PBI 相比,在 PBI 主链中加入各种笨重、柔韧和受挫的官能团会较大程度上破坏聚合物链的致密堆积,较终导致 H2 渗透性明显提高。然而,正如预期的那样,H2/CO2 的选择性也有所下降。Kumbharkar 等人利用 5-叔丁基间苯二甲酸(BuI)作为笨重的二羧酸单体来合成 Bul-PBI,结果降低了链的堆积密度,热稳定性略有下降,而溶剂溶解性却有所提高。Bul-PBI 膜的扩散选择性为 37.8(高于 m-PBI),溶解选择性为 0.15(略低于 m-PBI)。图 6 显示了之前报告的研究中测量的改性 PBI 基聚合物的 H2 渗透性和选择性数据的上限图。由此可见,在对 PBI 的骨架结构进行处理的同时,通常还要在气体渗透性和选择性之间进行权衡。各种 PBI 衍生物的详细列表见表 S1。
聚苯并咪唑(PBI)涂层的制备和表征:所用化学品,为了制备涂层,将粉末状的 PBI 预聚物溶解在溶剂二甲基乙酰胺中,聚合物浓度为 15 wt. %,在高压反应器中以 230 ℃ 的温度加热 2 小时。在这些条件下,100% 的 PBI 溶解。样品制备:为了研究后固化温度对 PBI 涂层较终结构的影响,以及其对较终机械和摩擦学性能的影响,使用了几种不同的固化方案。所有 PBI 系统均使用自动涂敷器 ZAA2300作为涂层涂覆在铝基材上。较终后固化温度设定为 1 小时,分别为 180、215 和 280 ℃(此温度也在以下样品命名中提及)。制备的薄膜厚度在 20-25 μm 范围内。PBI塑料可用于汽车制造中的高温部件。
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 塑料可用于制造精密模具,保证模具的精度和使用寿命。上海PBI齿轮定制价格
PBI塑料常用于制造飞机零部件和卫星部件。上海PBI注塑齿轮加工
预浸料加工性能的改善已经是显而易见的,因为较低的溶液 IV 决定了预浸料的生产具有较低的 DMAc 含量,因此在固化周期中需要去除的溶剂更少。从生产的层压材料来看,有证据表明 8000g mol^(-1) 聚合物的流动性有所增加。从质量上讲,8000g mol^(-1) 封端聚合物的流量较大。这种增加的流量转化为在较低压力下减少的空隙和改进的固结,尽管 8000g mol 封端聚合物的空隙率较低,但其弯曲性能较差,此外,这些层压板表现出微裂纹,这不能归因于低树脂含量,而 20000g mol^(-1) PBl 在 6,89 MPa 下固化的情况就是如此。上海PBI注塑齿轮加工