2025-04-02 05:19:49
盡管用于 H2/CO2 分離的聚合物基膜具有諸多優(yōu)點(diǎn),但其在工業(yè)應(yīng)用中的發(fā)展也面臨著一些挑戰(zhàn),其中較重要的是塑化和高溫下的低穩(wěn)定性。玻璃聚合物具有剛性,因此可抗塑化并在高溫下保持穩(wěn)定,是合適的選擇。有人建議使用聚苯并咪唑(PBI)進(jìn)行 H2/CO2 分離,這是一種符合上述要求的特種聚合物。它在高溫下(玻璃轉(zhuǎn)化溫度,Tg = 425-435℃)穩(wěn)定,具有較高的 H2/CO2 本征選擇性,并且由于具有高硬度結(jié)構(gòu)和致密的鏈包裝,預(yù)計(jì)可以承受塑化。然而,氣體分子通過(guò) PBI 的傳輸速率非常緩慢,這也是由于它具有使其更耐塑化的相同特性。改善其滲透性的方法包括與滲透性更強(qiáng)的聚合物混合、改變其化學(xué)結(jié)構(gòu)以及在聚合物基體中添加填料。PBI塑料在500度高溫下仍能連續(xù)工作數(shù)小時(shí)。上海PBI產(chǎn)品行價(jià)
層壓板的物理性質(zhì)層壓板的質(zhì)量由其外觀(橫截面的顯微照片)、每層厚度、密度和計(jì)算的樹(shù)脂和空隙率來(lái)判斷。以 5.10 MPa 固化的 20000g mol^(-1)“活性”P(pán)Bl 為標(biāo)準(zhǔn),Hoechst Celanese 之前報(bào)告稱(chēng),在這些條件下固化的層壓板的空隙率為 3.5%,每層厚度為 0.0135 英寸。我們的層壓板更厚,每層厚度為 0.0158 英寸,空隙率為 5.9%。我們能夠復(fù)制這些結(jié)果,并且我們隨后的彎曲性能與 Hoechst Celanese 報(bào)告的結(jié)果相當(dāng)。在驗(yàn)證了我們的控制層壓板后,我們制備了由 8000g mol^(-1) 封端和“活性”P(pán)BI 制成的層壓板。由于初始 8000g mol^(-1) 層壓板在 5.1 MPa 下固化時(shí)出現(xiàn)過(guò)多流動(dòng),因此未在此壓力下對(duì)改性 PBI 進(jìn)行進(jìn)一步試驗(yàn)。上海PBI產(chǎn)品行價(jià)PBI 塑料可制成纖維,用于制作防護(hù)服裝,提供強(qiáng)度高防護(hù)。
PBI是當(dāng)今較高級(jí)別的工程塑料:超耐高溫(耐高溫長(zhǎng)期工作溫度310℃,瞬時(shí)耐受溫度可達(dá)760℃,熱變形溫度425℃)、高耐磨、強(qiáng)度高、高剛性、極低的線形膨脹系數(shù)、出色的抗高能輻射性能、低可燃性、低排氣性。PBI中文全稱(chēng)是聚苯并咪唑,英文全稱(chēng)是PolyBenzImidazole,是一種特種工程塑料,被認(rèn)為是現(xiàn)在耐熱性能較好的塑料。行業(yè)分析人士表示,相較于聚酰亞胺(PI)、聚醚醚酮(PEEK)等工程塑料,目前聚苯并咪唑市場(chǎng)規(guī)模小、產(chǎn)量有限、生產(chǎn)企業(yè)少,市場(chǎng)存在較大開(kāi)發(fā)空間。我國(guó)聚苯并咪唑市場(chǎng)起步較晚,目前已具備其生產(chǎn)能力,但受技術(shù)封鎖,我國(guó)聚苯并咪唑行業(yè)在主要技術(shù)、產(chǎn)品性能、生產(chǎn)規(guī)模等方面與美國(guó)等發(fā)達(dá)**相比仍存在較大差距。
PBI復(fù)合材料的機(jī)械性能:層壓板制備使用圖 3 中概述的固化條件,從每個(gè)預(yù)浸料制備八層層壓板。鋪層和裝袋程序按照 Hoechst Celanese 的建議進(jìn)行(圖 4),但取消了放置在 Celgard 4510(聚丙烯微孔脂肪片膜)袋外面的穿孔鋁箔,以盡量減少流量。我們觀察到 Celgard 4510 足以將樹(shù)脂溶液保持在膜分解溫度以下(約 260℃),并且高于該溫度時(shí),過(guò)多的流量不是主要問(wèn)題。研究了從較大 5.1 MPa(740 psi)到較小 0.69 MPa(100 psi)的壓力。使用加熱壓機(jī)模擬高壓釜環(huán)境。具有良好的生物相容性,PBI 塑料可用于生物醫(yī)學(xué)植入物的研發(fā)。
聚苯并咪唑(PBI)是一種線性無(wú)定形聚合物,在無(wú)約束的潮濕環(huán)境中會(huì)吸附水,但不會(huì)與水發(fā)生反應(yīng))。在潮濕的環(huán)境中,水會(huì)進(jìn)入聚合物鏈之間的無(wú)約束聚合物基體,使其擴(kuò)散并拉伸形狀或部件的尺寸。水不會(huì)與 PBI 結(jié)合或發(fā)生反應(yīng),但會(huì)自由進(jìn)出無(wú)約束基質(zhì)。相反,如果 PBI 受到約束,聚合物鏈就不會(huì)擴(kuò)散,水也不會(huì)滲透。吸收的水可以通過(guò)將 PBI 改為干燥環(huán)境來(lái)解吸,這樣基質(zhì)就會(huì)恢復(fù)到原來(lái)的大小和狀態(tài)。吸水對(duì) PBI 的影響與對(duì)其他熱塑性塑料的影響相同;其物理表現(xiàn)有三個(gè)方面:吸水會(huì)改變部件尺寸,加劇熱沖擊和壓力沖擊的影響,降低機(jī)械強(qiáng)度。此外,吸附的水分還會(huì)影響電絕緣電阻和介電特性。具有良好的耐水解性,PBI 塑料可用于潮濕環(huán)境下的設(shè)備制造。上海PBI產(chǎn)品行價(jià)
由于其突出的熱穩(wěn)定性,PBI 塑料可用于高溫爐內(nèi)襯材料,提高熱效率。上海PBI產(chǎn)品行價(jià)
交聯(lián):通過(guò)增強(qiáng)鏈剛度和減少自由體積,交聯(lián)可以改變聚合物的納米結(jié)構(gòu),提高其尺寸吸收能力,而不會(huì)明顯影響 H2 的滲透性,尤其是在高溫條件下。在溫和條件下將 m-PBI 薄膜浸泡在對(duì)苯二甲酰氯溶液中不同時(shí)間,以獲得不同程度的交聯(lián),從而開(kāi)發(fā)出多種交聯(lián)膜(圖 9a)。在略微降低 H2 滲透性的同時(shí),交聯(lián)改性降低了 CO2 吸附性,從而較大程度上提高了 H2/CO2 選擇性(a)對(duì)苯二甲酰氯交聯(lián) m-PBI 的擬議反應(yīng)機(jī)理。(b) m-PBI 和使用對(duì)苯二甲酰氯交聯(lián) 6 小時(shí)(XLPBI-6H)的 m-PBI 在不同溫度下的 H2/CO2 分離性能;數(shù)據(jù)點(diǎn)從左到右依次為 35、100、150 和 200℃。(c) PBI-H3PO4 復(fù)合物的擬議質(zhì)子轉(zhuǎn)移和氫鍵。采用類(lèi)似的方法,以 1,3,5-三(溴甲基)苯為交聯(lián)劑,對(duì) m-PBI 薄膜進(jìn)行化學(xué)交聯(lián)。膜交聯(lián)了 24 小時(shí),通過(guò)改變交聯(lián)劑的濃度實(shí)現(xiàn)了不同程度的交聯(lián)。研究發(fā)現(xiàn),增加交聯(lián)度會(huì)降低自由體積,從而明顯降低二氧化碳的溶解度和擴(kuò)散度,而 H2 的滲透率只略有下降。上海PBI產(chǎn)品行價(jià)