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 塑料可用于制造汽车内饰件,既美观又具备良好的性能。上海PBI叶片厂商
PBI涂层中添加阻隔材料用于阻止任何涂层中气态副产物的迁移。电子或航空航天等敏感应用需要无脱气涂层。阻隔物质表现出低渗透性,以每天在 1 个大气压 (cm3-ml/day-atm) 下通过给定厚度的特定聚合物薄膜的测量气体表示。阻隔聚合物是大分子,具有显着限制气体、蒸汽和液体通过的能力。 它们普遍应用于包装行业,用于食品保存和其他保护。 对不同气体的渗透性的文献图以及添加阻隔聚合物的 PBI 涂层的实验。阻隔聚合物数据表明哪种水蒸气和 O2 渗透性优于其他(好选择左下角),经许可摘录。图表(右)表示当 PBI 混合物中阻隔聚合物的浓度超过 10% 时,释气量较低。上海PBI叶片厂商以其良好的阻燃性,PBI 塑料常用于建筑材料,增强建筑的防火安全性。
聚苯并咪唑(PBI)制备方法分为溶液法、熔融法,其中熔融法包括高温溶液缩聚法、低温溶液缩聚法、熔融缩聚法等。熔融缩聚法是3,3′-二氨基联苯、间苯二甲酸二苯酯在加热条件下进行熔融缩聚反应,再经脱水环化反应制得聚苯并咪唑成品。根据新思界产业研究中心发布的《2024-2029年聚苯并咪唑(PBI)行业市场深度调研及投资前景预测分析报告》显示,2023年,全球聚苯并咪唑市场规模在2.6亿美元左右。全球聚苯并咪唑产能主要集中在美国、德国、日本、中国等地区,相关企业有美国塞拉尼斯、美国PBI Performance Products, Inc.(美国PBI公司)、德国赢创、德国巴斯夫、印度Gharda Chemicals、法国Nature Plast等。
可以使用酸掺杂作为一种交联方法来增强 m-PBI 膜的尺寸筛分能力。研究人员特别使用 H3PO4 和 H2SO4 作为聚丙烯酸来交联 m-PBI 薄膜(图 9c)。通过改变交联溶液中 0.05 至 1.0 wt% 的酸浓度,可获得不同的掺杂水平。交联膜在 200 ℃ 下仍很稳定,在 150 ℃ 下的 H2/CO2 选择性高达 140,令人印象深刻。他们还进一步测试了膜的耐久性,结果表明膜在高温下可稳定运行 120 小时。同一研究小组的 Hu 等人建议使用草酸(OA)和反式乌头酸(TaA)进行 m-PBI 交联。他们发现,酸掺杂对气体溶解度的影响并不明显,而且主要通过提高扩散选择性来改善 H2/CO2 分离性能。表 2 总结了文献中报道的交联 m-PBI 膜的性能。凭借其优异的抗氧化性能,PBI 塑料在长期使用中不易变质。
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。PBI 塑料在船舶制造中用于制造关键部件,提高船舶的耐用性和性能。江苏PBI无油轴套批发
PBI塑料的加工难度较大,需要专业设备和技术。上海PBI叶片厂商
PBI聚合物的化学结构。与其他工程物质相比,PBI聚合物位于聚合物性能三角形的较高温度指数的顶部。该三角形被分成两半,左侧为非晶态材料,右侧为结晶或半结晶材料。相对于其他材料,PBI 的性能超过了用于解决行业较复杂挑战的未填充物质的耐热性能。聚合物的耐热性可以通过多种方式来实现。这可能包括与其他更高 Tg 的聚合物混合或通过添加填料。无定形聚合物和热固性聚合物都可以发生共混。PBI 因其非常高的耐热性而成为有吸引力的共混聚合物,如表中的 TGA 和其他性能所示。上海PBI叶片厂商