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塑料的熔点较高,加工制造具有挑战性。上海PBI耐磨板厂商
水的吸附速度受限于水向 PBI 部分的扩散速度。由于扩散速度受聚合物中水浓度梯度的驱动,因此可以观察到费克扩散。这种扩散速率是暴露时间平方根的线性函数,由温度、% R.H. 和部件几何形状决定。由于该速率是暴露时间平方根的函数,因此吸水速率开始时很快,但随着时间的推移会逐渐减慢。几何形状会随着扩散距离的变化而影响吸水率。通过裸露的大平面的扩散是主要的,而通过裸露的边缘的扩散是较小的。因此,在其他条件相同的情况下,薄膜和薄壁形状比大块的三维形状更容易达到平衡浓度。四川PBI分析仪器测试头PBI塑料在电池制造中也有应用。
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应用领域:PBI材料因其出色的性能,在多个领域有普遍应用:航空航天:PBI用于制造防护密封、热和机械绝缘体以及飞机的鼻锥等部件。消防:PBI用于消防员防护服、高温手套和宇航员飞行服。能源:PBI材料在燃料电池膜应用中展现出良好的前景。工业应用:PBI用于制造耐高温涂层、溶液和粉末,适用于电子、航空航天和工业需求。制备工艺:PBI可以通过缩聚反应制备,通常使用四氨基联苯与间苯二甲酸二苯酯作为原料。合成过程分为两个阶段,均在惰性气氛中进行,生成高分子量的聚合物。PBI纤维可以通过干纺法制备,溶液中添加少量氯化锂可以延长保质期。此外,PBI粉末可用于压缩成型,颗粒形式则用于注塑和挤出。PBI塑料在灯泡接触件制造中有出色表现。
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 30,000 m²/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。在轨道交通车辆中,PBI 塑料用于制造内饰和关键部件,提升车辆性能。上海PBI螺栓参考价
PBI塑料的耐磨损性能远超聚酰亚胺。上海PBI耐磨板厂商
弯曲强度与较大固化压力的关系,浅色阴影,8000gmol^(-1),“活”;中等阴影,20000g mol^(-1), “活着”;深色阴影,8000g mol^(-1) 封端。观察到的弯曲模量值(图 7)与基于混合物规则的预期一致。两种 8000g mol^(-1) 聚合物在所有固化压力下都具有可比的模量。任何差异都可以归因于空隙含量和层压板厚度的细微差异,20000g mol^(-1) PBI 在所有压力下都具有较低的模量,这是由于该预浸料系统中的低流动(树脂含量较高)和较高的空隙含量。弯曲模量与较大固化压力的关系。浅色阴影,8000g mol^(-1),“活”;中等阴影,20000g mol^(-1),“活”;深色阴影 8000g mol^(-1)1 封端。上海PBI耐磨板厂商