作為一種清潔能源載體,氫氣越來越受到人們的青睞,而氫氣選擇性膜作為氫氣經(jīng)濟的一項關鍵技術,也越來越受到人們的關注。H2 主要由化石資源(如天然氣和煤炭)通過蒸汽重整工藝生產(chǎn),二氧化碳是主要副產(chǎn)品?;?PBI 的膜具有出色的化學穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性,并具有較高的 H2/CO2 本征選擇性,使其成為 H2 分離技術的較佳選擇。較近,為了使 PBI 膜更適用于 H2 分離行業(yè),即提高 H2 的過選擇性,人們對聚合物鏈骨架進行了改性、聚合物混合、化學交聯(lián)和加入無機填料。PBI塑料可用作真空室部件的制造材料。浙江PBI星輪片制造
PBI聚合物的化學結構。與其他工程物質相比,PBI聚合物位于聚合物性能三角形的較高溫度指數(shù)的頂部。該三角形被分成兩半,左側為非晶態(tài)材料,右側為結晶或半結晶材料。相對于其他材料,PBI 的性能超過了用于解決行業(yè)較復雜挑戰(zhàn)的未填充物質的耐熱性能。聚合物的耐熱性可以通過多種方式來實現(xiàn)。這可能包括與其他更高 Tg 的聚合物混合或通過添加填料。無定形聚合物和熱固性聚合物都可以發(fā)生共混。PBI 因其非常高的耐熱性而成為有吸引力的共混聚合物,如表中的 TGA 和其他性能所示。浙江PBI星輪片制造PBI 塑料憑借其突出的機械強度,在制造高性能機械部件時發(fā)揮關鍵作用。
PBI 以其優(yōu)異的熱穩(wěn)定性和耐化學性而聞名。它是一種熱塑性塑料,具有所有市售有機聚合物中較高的玻璃化轉變溫度 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。反應方案如圖 1 所示。提出了兩種可能的機制。一種機制假設存在聚酰胺酸作為主要中間體,然后脫水并環(huán)化為咪唑。第二種機制假設存在席夫堿中間體,該中間體環(huán)化為苯并咪唑,隨后在形成咪唑時消除苯酚。PBl 的合成。PBl 是獨一可商購的聚苯并咪唑,由 Hoechst Celanese 的 Rock Hill 工廠 (SC) 生產(chǎn)。商業(yè)聚合分為兩個階段,均在惰性氣氛中進行。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??s合副產(chǎn)物的釋放導致易碎泡沫的形成。在第二階段,泡沫被壓碎,聚合物分子量在固態(tài)下提高。
PBI熱分析。流變學成型溫度被選定為形成良好固結盤所需的較低溫度,圖 2 顯示了在 400℃-480℃溫度范圍內收集的各種 PBl 聚合物的數(shù)據(jù),在標準 PBl 和 8000g mol^(-1) PBl 中均觀察到起泡現(xiàn)象,這是它們作為“活性聚合物”的結果。在 400'C 以下收集的數(shù)據(jù)反映了夾具和樣品之間相當大的滑動程度,因此不包括在內。8000g mol^(-1) 活性聚合物和 8000g mol^(-1) 和 12000g mol^(-1) 封端聚合物顯示出預期的隨溫度升高而降低的粘度。'標準'PBI 表現(xiàn)出的明顯起泡導致夾具和樣品之間滑動,這可能是在較低溫度下記錄的粘度數(shù)據(jù)異常低的原因,在近似分子量為 20000g mol^(-1) 時,標準 PBI 的動態(tài)粘度應明顯高于 12000g mol^(-1) 封端聚合物。PBI塑料的加工難度較大,需要專業(yè)設備和技術。
PBI 分子量和端基改性:上述討論表明,PBl 預浸料的固化需要相對嚴苛的條件。我們的目標是設計一種 PBI 預浸料,該預浸料可在標準生產(chǎn)環(huán)境的設備限制內固化(即高壓釜可處理 2.07 MPa (300 psi)),但保持與 PBI 相關的出色短期高溫性能。我們的方法是通過使用較低分子量的 PBI 和/或封端聚合物來降低聚合物粘度。由于標準配方中的 PBl 聚合物是“活性”聚合物,因此推測高固化溫度會導致固化過程中聚合物分子量增加,從而降低聚合物流量。通過降低反應時間和溫度來改變活性聚合物的分子量。后續(xù)實驗中使用分子量約為 8000g mol^(?1) 的“活性”PBl 聚合物。苯甲酸苯酯用作封端劑。計算添加的封端劑量,使分子量分別為 8000 和 12000g mol^(?1)。這些聚合物也用于后續(xù)實驗。分子量是通過 DMAc 中的特性粘度測量確定的。下面給出了一個示例程序。以其良好的阻燃性,PBI 塑料常用于建筑材料,增強建筑的防火安全性。浙江PBI星輪片制造
由于其出色的尺寸穩(wěn)定性,PBI 塑料可用于精密儀器制造,確保儀器精度。浙江PBI星輪片制造
隨著研究深入、技術發(fā)展,聚苯并咪唑細分品種也逐漸豐富,包括聚苯并咪唑纖維、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、聚苯并咪唑膠粘劑等,其中聚苯并咪唑薄膜、聚苯并咪唑纖維為主要品種。PBI薄膜具有良好的可溶解加工性、耐氧化穩(wěn)定性、機械性,在高溫燃料電池隔膜、離子交換膜、氣體分離膜、納濾膜、半導體絕緣層、污水處理等領域具有巨大應用潛力。聚苯并咪唑纖維是一種高性能纖維,具有耐高溫、阻燃性好等特點,可用于制造防原子輻射的防護服、消防用防火服、飛行服、航空服及飛機減速用降落傘等。浙江PBI星輪片制造