相比之下,膜法 H2/CO2 分离工艺只需施加跨膜压力即可运行,不涉及任何相变或吸附剂再生,因此能以比传统方法低得多的能耗进行分离。除了能耗低之外,膜分离技术还具有碳足迹小、维护简单、可连续运行和设计灵活等优点,使其成为较有前途和可持续的 H2 净化技术。然而,制造在所需的严格操作条件下稳定的高渗透性和 H2 选择性膜是一项挑战。例如,虽然钯膜对 H2 有极高的选择性,而且如果做得足够薄,还能获得高 H2 通量,但一般来说,它们的机械性能并不稳定。在包括无机物、金属和多孔碳在内的多种膜合成材料中,聚合物因其溶液加工的简便性以及成本、性能和化学性质的良好平衡而成为较发达和商业上较可行的选择。PBI塑料的初始开发是为了满足NASA的耐火纤维需求。上海PBI耐磨块现货直发
在 DMAC(6-13%)中制备 PBI 聚合物,将其旋涂在硅晶片上,按照表 4 固化,并测量厚度。第二组样品含有重组形式的 PBI 聚合物细粉。重组 "形式的 PBI 粉末用于非DMAC 溶剂或进行紫外线固化时。PBI "recon "的制备过程,即用于紫外线固化的 PBI 重组。将 PBI 涂料(在 DMAC 中的含量为 26%)与非溶剂混合,开始沉淀(A)。沉淀物经过滤并用更多的非溶剂清洗(B),去除并干燥(C),然后加入约 10% 的 DMAA 并进行紫外线固化(D)。在玻璃上固化的 PBI 厚度大于 250 微米。PBI低温密封圈供应商PBI塑料在高温蒸汽环境中性能可能受影响。
尽管PBI(聚苯并咪唑)在众多领域中展现出了突出的性能,但它也存在一定的不足之处。特别是在耐高温蒸汽方面,其能力显得相对不足,一旦吸收水分,性能便会受到影响。然而,这并未能掩盖PBI的诸多优点。例如,它是由Mitsubishi Chemical Group生产的Duratron® CU60 PBI聚苯并咪唑,便是一种高性能的工程塑料。它不仅具有出色的机械性能和耐热性,还能在400°F/205°C以上的高温下保持优良的机械性能。在极端温度环境下,其耐磨性和承载能力优于任何其他增强的或未增强的高级工程塑料,因此深受半导体制造商的青睐,特别是对于真空室的应用。此外,Duratron® PBI还适用于高温轴套、连接器、阀座以及探头透镜等部件的制造。
尽管用于 H2/CO2 分离的聚合物基膜具有诸多优点,但其在工业应用中的发展也面临着一些挑战,其中较重要的是塑化和高温下的低稳定性。玻璃聚合物具有刚性,因此可抗塑化并在高温下保持稳定,是合适的选择。有人建议使用聚苯并咪唑(PBI)进行 H2/CO2 分离,这是一种符合上述要求的特种聚合物。它在高温下(玻璃转化温度,Tg = 425-435℃)稳定,具有较高的 H2/CO2 本征选择性,并且由于具有高硬度结构和致密的链包装,预计可以承受塑化。然而,气体分子通过 PBI 的传输速率非常缓慢,这也是由于它具有使其更耐塑化的相同特性。改善其渗透性的方法包括与渗透性更强的聚合物混合、改变其化学结构以及在聚合物基体中添加填料。PBI 塑料的低介电损耗使其在微波通信领域有着重要应用。
扩散系数通常受聚合物分子结构的影响,聚合物分子结构允许特定气体分子根据其大小优先通过,这些大小通常用其动力学直径表示。H2 和 CO2 的动力学直径分别为 0.289 纳米和 0.33 纳米,这意味着 H2 的扩散速率通常较高。另一方面,CO2 的溶解度比 H2 高,因为它具有更高的冷凝性,临界温度 (Tc) 就表明了这一点:Tc,CO2 = 304 K,Tc,H2 = 33 K。由于 H2 的动力学直径比 CO2 小,冷凝性比 CO2 低,因此聚合物通常具有良好的 H2/CO2 扩散选择性,但溶解性选择性较差。PBI塑料长期耐高温工作温度可达310度。上海PBI低温密封垫机加工
Celazole® PBI制品在半导体和平板显示器制造中有商业化应用。上海PBI耐磨块现货直发
由Celazole® U系列聚合物制成的部件在大多数塑料无法承受的极端条件下表现出色,在许多极端环境中性能优于聚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺和聚醚醚酮等其他材料。Celazole® PBI(聚苯并咪唑)是一种独特且高度稳定的线性杂环聚合物。PBI具有强度高、优异的热稳定性、在高压蒸汽或水中的水解稳定性、对烃类、醇类、弱酸、弱碱、硫化氢、氯化溶剂、油、热传导液和许多其他有机化学物质具有普遍的耐受性。耐高温性能:Celazole® PBI 的玻璃化转变温度为427℃强度高:地球上任何未填充树脂中抗压强度较高的耐化学性:在 93℃的机油中浸泡 30 天后抗拉强度仍为 100%。上海PBI耐磨块现货直发