为了充分发挥 PBI 令人兴奋的特性,这种材料较终必须转化为具有商业吸引力的膜平台,即高频膜组件。由于高频膜通常具有非对称结构,选择层超薄且易出现缺陷;因此,制造过程通常需要加入填料、交联和涂层步骤,以提高选择性。因此,从提高致密 m-PBI 膜性能中获得的知识应较终转化为高频膜,使其具有高过选择性和热稳定性、机械稳定性和化学稳定性。总之,本综述证实了 PBI 作为未来高效生产 H2 所需的高性能膜材料的潜力。聚合物混合是一种简单但可重复性高且成本低廉的技术,类似于共聚。因此,应更深入地探索 m-PBI 与高渗透性聚合物的混合,这种聚合物有可能在分子水平上与 m-PBI 结合,限制聚合物链的流动性。PBI塑料的瞬间耐受温度高达760度。上海PBI棒市场价格

聚苯并咪唑(PBI)的一般化学结构。通过改变 R2,制备了四种不同的 PBI 衍生物,以研究主链结构对相应膜的 H2/CO2 分离性能的影响。与商用 m-PBI 相比,在 PBI 主链中加入各种笨重、柔韧和受挫的官能团会较大程度上破坏聚合物链的致密堆积,较终导致 H2 渗透性明显提高。然而,正如预期的那样,H2/CO2 的选择性也有所下降。Kumbharkar 等人利用 5-叔丁基间苯二甲酸(BuI)作为笨重的二羧酸单体来合成 Bul-PBI,结果降低了链的堆积密度,热稳定性略有下降,而溶剂溶解性却有所提高。Bul-PBI 膜的扩散选择性为 37.8(高于 m-PBI),溶解选择性为 0.15(略低于 m-PBI)。图 6 显示了之前报告的研究中测量的改性 PBI 基聚合物的 H2 渗透性和选择性数据的上限图。由此可见,在对 PBI 的骨架结构进行处理的同时,通常还要在气体渗透性和选择性之间进行权衡。各种 PBI 衍生物的详细列表见表 S1。浙江PBI分析仪器测试头因其优异的化学稳定性,PBI 塑料可用于化工设备中,抵御多种化学物质侵蚀。

PBI 中空纤维:要充分利用 PBI 的明显特性,必须将其转化为商业上可行的膜配置。这种膜组件的目标是降低膜成本,较大限度地提高气体渗透率和膜表面体积比,以获得较小的整体碳足迹和组件尺寸,因为所需的高压和高温膜外壳是一个重要的资本成本组成部分。利用中空纤维膜(HFM)组件是一种很有前途的方法,可以在减少组件尺寸的同时明显增加膜的有效面积。在各种膜配置中,中空纤维膜组件可提供较大的堆积密度。HFM 模块的堆积密度高达 30,000 m²/m³。我们一直在努力研究将中空纤维的有益特性与 m-PBI 结合形成高渗透、高面积密度膜所产生的协同效应。由于高频膜通常具有非对称结构,而且选择层超薄,容易产生缺陷。因此,在制造过程中通常需要添加填料、交联和涂层等步骤来提高选择性。表 4 总结了较近开发的基于 m-PBI 的 HFM 的 H2/CO2 分离性能。
层压板的物理性质层压板的质量由其外观(横截面的显微照片)、每层厚度、密度和计算的树脂和空隙率来判断。以 5.10 MPa 固化的 20000g mol^(-1)“活性”PBl 为标准,Hoechst Celanese 之前报告称,在这些条件下固化的层压板的空隙率为 3.5%,每层厚度为 0.0135 英寸。我们的层压板更厚,每层厚度为 0.0158 英寸,空隙率为 5.9%。我们能够复制这些结果,并且我们随后的弯曲性能与 Hoechst Celanese 报告的结果相当。在验证了我们的控制层压板后,我们制备了由 8000g mol^(-1) 封端和“活性”PBI 制成的层压板。由于初始 8000g mol^(-1) 层压板在 5.1 MPa 下固化时出现过多流动,因此未在此压力下对改性 PBI 进行进一步试验。PBI塑料的生产历史可以追溯到20世纪60年代。

PBI是当今较高级别的工程塑料:超耐高温(耐高温长期工作温度310℃,瞬时耐受温度可达760℃,热变形温度425℃)、高耐磨、强度高、高刚性、极低的线形膨胀系数、出色的抗高能辐射性能、低可燃性、低排气性。PBI中文全称是聚苯并咪唑,英文全称是PolyBenzImidazole,是一种特种工程塑料,被认为是现在耐热性能较好的塑料。行业分析人士表示,相较于聚酰亚胺(PI)、聚醚醚酮(PEEK)等工程塑料,目前聚苯并咪唑市场规模小、产量有限、生产企业少,市场存在较大开发空间。我国聚苯并咪唑市场起步较晚,目前已具备其生产能力,但受技术封锁,我国聚苯并咪唑行业在主要技术、产品性能、生产规模等方面与美国等发达国家相比仍存在较大差距。PBI塑料具有优异的热稳定性和电绝缘性。浙江PBI分析仪器测试头
PBI塑料是现有工程塑料中强度较高的产品。上海PBI棒市场价格
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。上海PBI棒市场价格