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)。具有良好的自润滑性,PBI 塑料可减少机械部件之间的摩擦和能耗。浙江PBI部品供应商

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。浙江PBI部品供应商PBI塑料在宇航领域能有效抵御高温和射线侵蚀。

尺寸变化:吸附在 PBI 中的水分会暂时改变部件的尺寸。这种暂时性变化在 PBI 干燥后是可逆的。表 2 说明了吸附水分对部件尺寸的影响。由于零件的几何形状千差万别,此表只能作为一个参考。还需注意的是,如果某种形状尚未达到与周围环境的湿度平衡,由于湿度扩散速度较慢,零件中会出现湿度梯度,表面可能比芯部更湿或更干。在这种情况下,从毛坯形状加工零件可能会导致翘曲或厚度变化。因此,在加工之前,请务必按照本文件后面的说明对形状进行适当干燥。
PBI涂层表征方法:涂层附着力和划痕试验:使用交叉切割试验确定涂层与基材分离的阻力。使用工具在涂层表面切割出直角格子图案,一直穿透到基材。使用划痕机研究涂层的耐刮擦性。为了研究“临界载荷”,对每个涂层系统进行了至少 3 次划痕试验,速度为 1 mm/s,载荷从 0.5 增加到 100 N,划痕距离为 15 mm(图 1)。滑动磨损试验:根据 ASTM G176试验台,在块环上进行滑动摩擦和磨损试验(图 2)。将固定涂层压在旋转的金属环上。使用的对应物是 100 个 Cr6 钢环,外径为 13 mm,平均表面粗糙度为 Ra≈ 0.2 μm。测试在室温下的干滑动条件下进行,参数如下:标称初始接触压力 = 0.5 MPa、滑动速度 = 1 m/s、测试时间 = 2 h。磨损量通过白光显微镜测量。PBI塑料被国际消防员协会认可为高耐热材料。

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塑料在电池制造中也有应用。上海PBI分析仪器测试头行价
PBI 塑料可用于制造太阳能电池板边框,提高电池板的耐用性。浙江PBI部品供应商
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。浙江PBI部品供应商