PBI叶轮定制

简介：1.1 聚苯并咪唑背景，聚[2,2'-(间苯基)-5,5'-双苯并咪唑](PBI) 已被证明是一种出色的短期高温有机基质树脂，适用于结构和烧蚀复合材料应用。使用 PBl 作为基质树脂的研究可以追溯到 20 世纪 60 年代。当时，该过程涉及在固化过程中聚合单体。该过程漫长、复杂，并且会带来不可接受的健康危害。Hoechst Celanese 的开发活动产生了一种溶剂型 PBI 预浸料，其中含有中等分子量（约 20000g mol^(-1)）PBI 聚合物。工业利益推动了对 PBI 加工性能的进一步研究。PBI 塑料在装备制造中发挥重要作用，满足特殊环境下的使用要求。PBI叶轮定制

水的吸附速度受限于水向 PBI 部分的扩散速度。由于扩散速度受聚合物中水浓度梯度的驱动，因此可以观察到费克扩散。这种扩散速率是暴露时间平方根的线性函数，由温度、% R.H. 和部件几何形状决定。由于该速率是暴露时间平方根的函数，因此吸水速率开始时很快，但随着时间的推移会逐渐减慢。几何形状会随着扩散距离的变化而影响吸水率。通过裸露的大平面的扩散是主要的，而通过裸露的边缘的扩散是较小的。因此，在其他条件相同的情况下，薄膜和薄壁形状比大块的三维形状更容易达到平衡浓度。PBI板制造PBI塑料长期耐高温工作温度可达310度。

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%。

建议将 m-PBI 与聚苯胺 (PANI) 混合，然后进行热处理，这样可以形成含氮的碳质材料，从而提供更高的渗透性。研究人员报告说，在混合膜中添加多达 20% 的 PANI 可使 H2 的渗透性提高 4 倍，但选择性略有下降。建议将 m-PBI 与磺化聚苯砜（sPPSU）混合，后者是一种酸性聚合物，可与 m-PBI 形成离子键，从而在整个范围内形成混溶混合物（图 8）。在制造过程中，对混合膜进行了热处理，以增加两种成分之间的离子键数量。结果发现，与纯 m-PBI 相比，在 35 和 150 摄氏度下，经 300℃热处理的 50/50 sPPSU/m-PBI 混合膜的性能较佳（H2 渗透率增加一倍，同时保持选择性），这是因为即使在高温下，强离子键也会限制聚合物链的流动性。表 1 列出了 m-PBI 混合膜的性能概览。凭借其优异的抗氧化性能，PBI 塑料在长期使用中不易变质。

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塑料的废弃物处理存在一定难度。PBI叶轮定制

PBI塑料的超耐磨性使其在高摩擦环境中表现突出。PBI叶轮定制

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叶轮定制