2000:PBI 成为新兴燃料电池行业高温膜电极组件的 PBI 聚合物和薄膜供应商,并于 2004 年分拆出质子交换膜 (PEM) 电池业务。2005:Jerry 和 Anita Zucker夫妇拥有的InterTech Group, Inc.从塞拉尼斯公司手中收购了 PBI 业务,为其注入了新的活力,并赋予其发展和发挥全球潜力的新使命。2012:洛斯阿拉莫斯国家实验室(LANL)使用 PBI 分离膜在 250℃ 的模拟合成气中进行了为期 330 天的评估,结果表明 PBI 分离膜具有稳定的 H2/CO2 分离效果,通量和选择性均创历史新高,且性能没有下降。2016年:NASA 批准在绝缘化合物中使用 PBI,用于可重复使用且有史以来较大的固体燃料火箭发动机——太空发射系统五段助推器。PBI塑料在灯泡接触件制造中有出色表现。福建PBI航空支架
PBI 和吸湿 - 基本原理:PBI 的吸水率与当时的水分压(即相对湿度百分比)成正比,其平衡饱和度随相对湿度百分比的变化而变化,符合亨利定律。相对湿度为 30% 时,平衡饱和度约为 4.5%;相对湿度为 50% 时,平衡饱和度约为 7%。在 80%R.H. 及以上时,平衡饱和度达到较大值 11.7%。吸附能力不受温度影响,除非温度影响到相对湿度的百分比。在许多情况下,如果管理得当,这些不良影响是可以消除或减轻的。本指南就是为此目的而设计的。研究人员还应考虑采用化学交联步骤,以同时提高混合膜的 H2 渗透性和选择性,尤其是在高温条件下。上海PBI星轮片制造PBI塑料相较于瓷质材料,更能有效降低击穿损失。
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。
非对称膜可使用非溶剂诱导相反转工艺制成(图 3b),在该工艺中,聚合物以相对较高的浓度溶解在适当的溶剂中,然后将溶液浇铸在类板上或通过喷丝板纺制中空纤维,并将浇铸的膜暴露在非溶剂中以诱导相反转。非对称膜通常由两部分组成:与致密膜具有相同作用的选择层和下面的多孔基底。多孔基质没有选择性,其渗透率远远高于选择层;因此,过选择性由选择层决定。非对称膜的选择层比致密膜薄得多,由于选择层的厚度较大程度上减少,预计传质阻力也会较大程度上降低,因此渗透率也会比致密膜高。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。
PBI化学结构:PBI塑料:PBI塑料的分子由聚苯并咪唑单元聚合而成,具有独特的分子结构,这赋予了它优异的耐热性、耐磨性和耐化学腐蚀性。聚四氟乙烯:PTFE是由四氟乙烯单体聚合而成的聚合物,其分子结构中所有氢原子都被氟原子取代,形成高度稳定的C-F键,这种结构使得PTFE具有突出的化学稳定性和物理性能。PBI硬度为玻璃的二分之一。高纯度灰分可控制在2ppm以下。适用于半导体行业、特种玻璃行业,对塑料制品性能要求较高地方使用。因其优越的性能,在其他塑料无法实现的领域,PBI都可能找到较佳解决方案。以其良好的阻燃性,PBI 塑料常用于建筑材料,增强建筑的防火安全性。上海PBI星轮片制造
PBI塑料的瞬间耐受温度高达760度。福建PBI航空支架
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。福建PBI航空支架