PBI分子量和端基改性:上述讨论表明,PBl预浸料的固化需要相对严苛的条件。我们的目标是设计一种PBI预浸料,该预浸料可在标准生产环境的设备限制内固化(即高压釜可处理2.07MPa(300psi)),但保持与PBI相关的出色短期高温性能。我们的方法是通过使用较低分子量的PBI和/或封端聚合物来降低聚合物粘度。由于标准配方中的PBl聚合物是“活性”聚合物,因此推测高固化温度会导致固化过程中聚合物分子量增加,从而降低聚合物流量。通过降低反应时间和温度来改变活性聚合物的分子量。后续实验中使用分子量约为8000gmol^(−1)的“活性”PBl聚合物。苯甲酸苯酯用作封端剂。计算添加的封端剂量,使分子量分别为8000和12000gmol^(−1)。这些聚合物也用于后续实验。分子量是通过DMAc中的特性粘度测量确定的。下面给出了一个示例程序。PBI塑料的生产过程中可能涉及有毒原料。上海PBI密封圈制造

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)。陕西PBI航空卡扣PBI塑料,即聚苯并咪唑,是当今高级别的工程塑料。

预浸料加工评估:基于热分析和动态粘度数据,预浸料由“活性”和封端的8000gmol^(-1)PBl聚合物和“标准”PBl制成,作为对照,在由HerculesAS-43K无上浆碳纤维编织的Techniweave5HS织物(面积重量364gm^(-2))上,与预浸料PBl的典型情况一样,使用DMAc中的45%树脂固体溶液,8000gmol-溶液的特性粘度非常低(0.15-0.17dlg^(-1):而标准聚合物的特性粘度为0.20-0.25dlg^(-1)),导致预浸料具有过度粘性,更高的固体含量将缓解此问题并改善PBI的加工性能预浸料,因为在层压板固结和固化过程中需要除去的挥发性物质较少。
使用1-甲基咪唑作为相容剂,将m-PBI与正交官能团热重排聚酰亚胺HAB-6FDA-CI混合(图7b),以提高m-PBI的H2渗透性,同时保持高选择性。相容的混合膜在400℃下进行热处理,这样聚酰亚胺就能热重排成渗透性更强的聚苯并恶唑结构。混合膜在H2渗透性、H2/CO2选择性和机械性能(柔韧性足以弯曲180°而不断裂)方面均有改善。这种行为归因于m-PBI基体相的同时致密化,从而提高了选择性,以及分散聚酰亚胺相的热重排,从而增强了气体渗透性。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。

基于m-PBI和ZIF-11的MMM在纳米级和微米级颗粒的范围内都得到了发展,填充量高达55wt%。据报道,H2渗透率的增加是由于穿透气体分子的扩散速度加快,而ZIF和聚合物溶液中CO2吸附量的减少则是MMM选择性提高的原因。表3总结了m-PBIMMM的H2/CO2性能。虽然对PBI主链进行化学处理可大幅提高其自由体积分数(FFV),从而提高H2渗透率,但这往往是以丧失H2/CO2选择性为代价的。未来的研究应探索使用同时具有大分子和刚性官能团的单体进行无规共聚,以生产高渗透性和刚性的PBI聚合物,从而克服渗透性和选择性之间的权衡。由于其突出的热稳定性,PBI 塑料可用于高温炉内衬材料,提高热效率。上海PBI密封圈制造
PBI 塑料可用于制造 3D 打印材料,满足复杂结构零件的制造需求。上海PBI密封圈制造
PBI合成:配备N₂入口、搅拌器和冷凝器连接到鼓泡器,收集瓶中装有30.00g四氨基联苯和44.58g二苯间苯二甲酸酯(将计算量的苯甲酸苯酯添加到初始混合物中以获得所需的分子量)。搅拌固体,并用N₂吹扫系统15分钟,将系统加热至270℃持续1.5小时。在180℃下观察到固体熔化。当温度达到210℃时停止搅拌(1300revmin^(−1)),在265℃下观察到头一股副产物流,共收集到21,63g水和苯酚,在270℃下5分钟后观察到反应瓶内容物起泡。收集到43.9g0.15IV聚合物。上海PBI密封圈制造