PBI 以其優(yōu)異的熱穩(wěn)定性和耐化學(xué)性而聞名。它是一種熱塑性塑料,具有所有市售有機(jī)聚合物中較高的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度 Tg (425℃)。PBI 由四氨基聯(lián)苯 (TAB) 與二苯間苯二甲酸酯 (DPIP) 縮聚而成。反應(yīng)方案如圖 1 所示。提出了兩種可能的機(jī)制。一種機(jī)制假設(shè)存在聚酰胺酸作為主要中間體,然后脫水并環(huán)化為咪唑。第二種機(jī)制假設(shè)存在席夫堿中間體,該中間體環(huán)化為苯并咪唑,隨后在形成咪唑時(shí)消除苯酚。PBl 的合成。PBl 是獨(dú)一可商購(gòu)的聚苯并咪唑,由 Hoechst Celanese 的 Rock Hill 工廠 (SC) 生產(chǎn)。商業(yè)聚合分為兩個(gè)階段,均在惰性氣氛中進(jìn)行。在頭一階段,DPIP 熔化并溶解 TAB。隨著溫度升高,聚合開始,生成苯酚和水。縮合副產(chǎn)物的釋放導(dǎo)致易碎泡沫的形成。在第二階段,泡沫被壓碎,聚合物分子量在固態(tài)下提高。憑借高硬度和耐磨性,PBI 塑料可制作刀具涂層,延長(zhǎng)刀具使用壽命。PBI部品行價(jià)
無(wú)機(jī)顆粒的加入:在過(guò)去的三十年里,為了不斷尋找低成本、高性能且性能更好的膜,人們開發(fā)并普遍研究了混合基質(zhì)膜(MMM)?;旌匣|(zhì)膜基于固-固系統(tǒng),由嵌入聚合物基質(zhì)的無(wú)機(jī)分散相組成。除了提高機(jī)械強(qiáng)度外,MMM 還兼具無(wú)機(jī)填料的選擇性和有機(jī)聚合物的易加工性。二氧化硅、分子篩、沸石、活性炭和碳納米管是目前用作 MMM 填料的材料。特別是沸石,具有不同的化學(xué)成分、顆粒尺寸和紋理特征,是經(jīng)常被研究的納米多孔填料。然而,由于聚合物與無(wú)機(jī)物的相容性較差,這些填料通常會(huì)在 MMM 中造成空隙或缺陷,從而導(dǎo)致膜選擇性的明顯降低。沸石咪唑框架(ZIF)是一種通過(guò)分子自組裝制成的金屬有機(jī)框架(MOF),其中咪唑衍生物與四面體配位的陽(yáng)離子(通常是鋅或鈷)相連接。除了具有高熱穩(wěn)定性外,咪唑官能團(tuán)的存在還使這一類材料成為基于 PBI 的 MMM 的較佳選擇,因?yàn)樘盍吓c PBI 基質(zhì)之間存在良好的連接(咪唑基團(tuán));因此,膜基質(zhì)中的缺陷可以得到緩解。上海PBI板加工憑借獨(dú)特的介電性能,PBI 塑料在高頻電路中有著重要應(yīng)用。
PBI聚合物混合:許多研究表明,氣體分離膜的聚合物混合方法可為混合膜提供有趣的特性。聚合物混合不僅能協(xié)同結(jié)合聚合物的傳輸特性,較大限度地提高氣體滲透性和選擇性,還能提供任何成分都不具備的獨(dú)特品質(zhì)。因此,通過(guò)混合適當(dāng)選擇的材料,可以使用簡(jiǎn)單而可重復(fù)的程序調(diào)和具有不同分離和物理化學(xué)特性的聚合物。因此,將 PBI 與滲透性更強(qiáng)的聚合物混合可有效提高 H2 的滲透性。研究了 Matrimid 和 m-PBI 混合用于 H2/CO2 分離的情況,并報(bào)告說(shuō)這兩種聚合物在整個(gè)成分范圍內(nèi)都能形成混溶混合物。這一特性歸因于各組分官能團(tuán)之間的強(qiáng)氫鍵作用(圖 7a)。雖然 Matrimid 和 m-PBI 顯示出相似的 H2/CO2 選擇性,但添加 25 wt% 的 Matrimid 會(huì)使 m-PBI 的 H2 滲透性和 H2/CO2 選擇性分別提高 9 倍和 2.5 倍。
聚苯并咪唑(PBI)的一般化學(xué)結(jié)構(gòu)。通過(guò)改變 R2,制備了四種不同的 PBI 衍生物,以研究主鏈結(jié)構(gòu)對(duì)相應(yīng)膜的 H2/CO2 分離性能的影響。與商用 m-PBI 相比,在 PBI 主鏈中加入各種笨重、柔韌和受挫的官能團(tuán)會(huì)較大程度上破壞聚合物鏈的致密堆積,較終導(dǎo)致 H2 滲透性明顯提高。然而,正如預(yù)期的那樣,H2/CO2 的選擇性也有所下降。Kumbharkar 等人利用 5-叔丁基間苯二甲酸(BuI)作為笨重的二羧酸單體來(lái)合成 Bul-PBI,結(jié)果降低了鏈的堆積密度,熱穩(wěn)定性略有下降,而溶劑溶解性卻有所提高。Bul-PBI 膜的擴(kuò)散選擇性為 37.8(高于 m-PBI),溶解選擇性為 0.15(略低于 m-PBI)。圖 6 顯示了之前報(bào)告的研究中測(cè)量的改性 PBI 基聚合物的 H2 滲透性和選擇性數(shù)據(jù)的上限圖。由此可見,在對(duì) PBI 的骨架結(jié)構(gòu)進(jìn)行處理的同時(shí),通常還要在氣體滲透性和選擇性之間進(jìn)行權(quán)衡。各種 PBI 衍生物的詳細(xì)列表見表 S1。PBI塑料的原料具有一定的毒性,需嚴(yán)格安全措施。
為了充分發(fā)揮 PBI 令人興奮的特性,這種材料較終必須轉(zhuǎn)化為具有商業(yè)吸引力的膜平臺(tái),即高頻膜組件。由于高頻膜通常具有非對(duì)稱結(jié)構(gòu),選擇層超薄且易出現(xiàn)缺陷;因此,制造過(guò)程通常需要加入填料、交聯(lián)和涂層步驟,以提高選擇性。因此,從提高致密 m-PBI 膜性能中獲得的知識(shí)應(yīng)較終轉(zhuǎn)化為高頻膜,使其具有高過(guò)選擇性和熱穩(wěn)定性、機(jī)械穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性??傊?,本綜述證實(shí)了 PBI 作為未來(lái)高效生產(chǎn) H2 所需的高性能膜材料的潛力。聚合物混合是一種簡(jiǎn)單但可重復(fù)性高且成本低廉的技術(shù),類似于共聚。因此,應(yīng)更深入地探索 m-PBI 與高滲透性聚合物的混合,這種聚合物有可能在分子水平上與 m-PBI 結(jié)合,限制聚合物鏈的流動(dòng)性。在體育用品制造中,PBI 塑料用于制造高級(jí)球拍等,提升產(chǎn)品性能。PBI高溫分流嘴供應(yīng)商
PBI 塑料憑借其突出的機(jī)械強(qiáng)度,在制造高性能機(jī)械部件時(shí)發(fā)揮關(guān)鍵作用。PBI部品行價(jià)
該塑料具有硬度大,耐磨性好的特點(diǎn),那么加工時(shí)就應(yīng)該注意:PBI的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度在420到450攝氏度之間,這使得它具有良好的耐高溫性能。它還表現(xiàn)出抵抗應(yīng)力開裂、抗沖擊、抗撕裂以及抗穿刺的能力。與其他塑料相比,PBI在化學(xué)穩(wěn)定性、抗?jié)駶B透性能和電絕緣性能方面表現(xiàn)出色。PBI不能用作樹脂,也不能用傳統(tǒng)方法加工熱塑性塑料,而是需要通過(guò)高壓燒結(jié)法進(jìn)行加工。它可加工成纖維、特殊形狀的物品和成品,還可用于復(fù)合浸漬溶液。PBI常用于合成纖維,制成各種涂層和零件。PBI部品行價(jià)