氢是地球上较简单、较丰富的元素之一,只由一对质子和电子组成。虽然氢气被普遍用作化学原料,但原则上它只是一种储存和输送能量的介质,而不是能量的主要来源。目前,H2 主要用于石油提炼和化肥生产。然而,它的可燃性为可持续运输和公用事业部门提供了额外的用途,较终可能彻底改变这些行业。例如,以碳氢化合物为燃料的传统内燃机(ICE)会产生大量温室气体,与之相比,氢基汽车只会排放水蒸气作为副产品,这使其成为解决当前气候危机的一个有前途的方案。氢气还可用于燃料电池,产生清洁电力。因此,在不久的将来实现氢经济的愿景是非常现实的。然而,转型过程面临着许多挑战,其中较重要的挑战之一就是高效、高纯度地生产氢气,这必须由化学分离科学专业人士来解决。PBI 塑料的低摩擦系数使其成为制造轴承、齿轮等部件的理想材料,能减少磨损。山东PBI核电连接件
尽管用于 H2/CO2 分离的聚合物基膜具有诸多优点,但其在工业应用中的发展也面临着一些挑战,其中较重要的是塑化和高温下的低稳定性。玻璃聚合物具有刚性,因此可抗塑化并在高温下保持稳定,是合适的选择。有人建议使用聚苯并咪唑(PBI)进行 H2/CO2 分离,这是一种符合上述要求的特种聚合物。它在高温下(玻璃转化温度,Tg = 425-435℃)稳定,具有较高的 H2/CO2 本征选择性,并且由于具有高硬度结构和致密的链包装,预计可以承受塑化。然而,气体分子通过 PBI 的传输速率非常缓慢,这也是由于它具有使其更耐塑化的相同特性。改善其渗透性的方法包括与渗透性更强的聚合物混合、改变其化学结构以及在聚合物基体中添加填料。江西PBI部件PBI塑料对多种化学试剂具有优异的抵抗性。
PBI 可以牢固地粘附在钢、不锈钢、铝、铜、镍铬、玻璃、陶瓷和塑料上。PBI 涂层具有很强的耐热性和耐化学性。PBI 将提供电绝缘和耐磨性。PBI溶液可制成单独薄膜和微孔中空纤维膜,用于PEM电池、超滤、纳滤、气体分离、有机化学渗透汽化脱水以及正向和反向渗透。水对 PBI 的影响:暴露在潮湿环境中的无约束 PBI 试样会吸附水分(有约束则不会)。在许多情况下,吸附水分的影响很小,使用时也不会被注意到;但在某些情况下,吸附水分是一个必须考虑的因素。用户应注意湿气对 PBI 部件物理性能的三种不利影响:尺寸变化、开裂/起泡和强度下降。
本综述试图及时汇编所有这些信息,以全方面介绍 PBI 膜作为 H2/CO2 分离技术的当前可行性。H2/CO2 分离机制:气体分子通过致密聚合物膜的传输是通过溶液扩散模型来描述的(图 2d)。根据该机制,渗透气体在进料端溶解到膜中,扩散穿过膜,并在渗透端回收。渗透性被定义为溶解性和扩散性的乘积;因此,分离 H2 和 CO2 的选择性 αH2/CO2 分别表示为 H2 和 CO2 渗透性(PH2 和 PCO2)的比率。其中 DH2/DCO2 表示扩散选择性,αH2/CO2D 和 SH2/SCO2 表示溶解选择性 αH2/CO2S。因此,扩散性和溶解选择性的组合决定了总体选择性。以其良好的透光性,PBI 塑料可用于制造光学镜片等光学元件。
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 塑料凭借其突出的机械强度,在制造高性能机械部件时发挥关键作用。浙江PBI螺丝批发
PBI塑料在宇航领域能有效抵御高温和射线侵蚀。山东PBI核电连接件
随着研究深入、技术发展,聚苯并咪唑细分品种也逐渐丰富,包括聚苯并咪唑纤维、聚苯并咪唑薄膜、聚苯并咪唑粉末、聚苯并咪唑泡沫、聚苯并咪唑聚合物、聚苯并咪唑胶粘剂等,其中聚苯并咪唑薄膜、聚苯并咪唑纤维为主要品种。PBI薄膜具有良好的可溶解加工性、耐氧化稳定性、机械性,在高温燃料电池隔膜、离子交换膜、气体分离膜、纳滤膜、半导体绝缘层、污水处理等领域具有巨大应用潜力。聚苯并咪唑纤维是一种高性能纤维,具有耐高温、阻燃性好等特点,可用于制造防原子辐射的防护服、消防用防火服、飞行服、航空服及飞机减速用降落伞等。山东PBI核电连接件