聚苯并咪唑 (PBI) 属于酰亚胺化高性能聚合物,具有优异的耐热性和耐化学性以及良好的机械和摩擦学性能。其玻璃化转变温度 (Tg) 约为 427℃,降解开始于约 600℃。优异的性能使 PBI 成为摩擦磨损系统的材料,但在公开的信息中只能找到少数参考资料。在这里,摩擦学特性主要使用块状 PBI 样品和 PBI 与其他高温热塑性塑料(如 PEEK)的混合物进行。由于块状 PBI 的成本非常高,因此以薄涂层的形式使用它更有意义,但直到较近才开发出溶解 PBI 并将其应用于这种薄层配置的新技术。因此,本文主要研究创新型 PBI 涂层的摩擦学,尤其关注这些涂层如何粘附在基材表面,以及在滑动和磨料磨损条件下可实现哪些性能。在体育用品制造中,PBI 塑料用于制造高级球拍等,提升产品性能。PBI压裂球定制
目前,化石燃料是通过蒸汽转化生产 H2 的主要来源(图 1)。但这一工艺的缺点是会产生大量温室气体,包括副产品二氧化碳。根据原料的质量,每生产一吨 H2 会产生 9-12 吨 CO2。从二氧化碳中分离出 H2 在热力学上是非自发的,没有外部能源的输入是不可能实现的。因此,开发高效的 H2 和 CO2 分离技术对于生产高纯度和廉价的 H2 至关重要。通常,二氧化碳是通过低温蒸馏或变压吸附工艺分离出来的。在低温蒸馏过程中,气体被冷却到非常低的温度,从而使二氧化碳液化并分离出来。另一方面,变压吸附法的工作原理是:在高压下,气体倾向于吸附在固体上,当压力降低时,气体被解吸。由于 H2 的吸附率不同于 CO2,因此 H2 可以被净化。虽然这些方法通常能得到高纯度的 H2,但它们需要消耗大量能源(需要非常高或非常低的温度),而且涉及复杂的操作和维护。湖北PBI高温密封圈PBI纤维可用作耐焰织物和烧蚀材料。
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复合材料的机械性能:层压板制备使用图 3 中概述的固化条件,从每个预浸料制备八层层压板。铺层和装袋程序按照 Hoechst Celanese 的建议进行(图 4),但取消了放置在 Celgard 4510(聚丙烯微孔脂肪片膜)袋外面的穿孔铝箔,以尽量减少流量。我们观察到 Celgard 4510 足以将树脂溶液保持在膜分解温度以下(约 260℃),并且高于该温度时,过多的流量不是主要问题。研究了从较大 5.1 MPa(740 psi)到较小 0.69 MPa(100 psi)的压力。使用加热压机模拟高压釜环境。PBI塑料的密度约为2克/厘米3,玻璃化温度高。
PBI热分析。流变学成型温度被选定为形成良好固结盘所需的较低温度,图 2 显示了在 400℃-480℃温度范围内收集的各种 PBl 聚合物的数据,在标准 PBl 和 8000g mol^(-1) PBl 中均观察到起泡现象,这是它们作为“活性聚合物”的结果。在 400'C 以下收集的数据反映了夹具和样品之间相当大的滑动程度,因此不包括在内。8000g mol^(-1) 活性聚合物和 8000g mol^(-1) 和 12000g mol^(-1) 封端聚合物显示出预期的随温度升高而降低的粘度。'标准'PBI 表现出的明显起泡导致夹具和样品之间滑动,这可能是在较低温度下记录的粘度数据异常低的原因,在近似分子量为 20000g mol^(-1) 时,标准 PBI 的动态粘度应明显高于 12000g mol^(-1) 封端聚合物。PBI塑料可用作高温结构胶粘剂。PBI压裂球定制
PBI塑料的生产过程中可能涉及有毒原料。PBI压裂球定制
PBI聚合物混合:许多研究表明,气体分离膜的聚合物混合方法可为混合膜提供有趣的特性。聚合物混合不仅能协同结合聚合物的传输特性,较大限度地提高气体渗透性和选择性,还能提供任何成分都不具备的独特品质。因此,通过混合适当选择的材料,可以使用简单而可重复的程序调和具有不同分离和物理化学特性的聚合物。因此,将 PBI 与渗透性更强的聚合物混合可有效提高 H2 的渗透性。研究了 Matrimid 和 m-PBI 混合用于 H2/CO2 分离的情况,并报告说这两种聚合物在整个成分范围内都能形成混溶混合物。这一特性归因于各组分官能团之间的强氢键作用(图 7a)。虽然 Matrimid 和 m-PBI 显示出相似的 H2/CO2 选择性,但添加 25 wt% 的 Matrimid 会使 m-PBI 的 H2 渗透性和 H2/CO2 选择性分别提高 9 倍和 2.5 倍。PBI压裂球定制