PBI聚合物混合:許多研究表明,氣體分離膜的聚合物混合方法可為混合膜提供有趣的特性。聚合物混合不僅能協(xié)同結(jié)合聚合物的傳輸特性,較大限度地提高氣體滲透性和選擇性,還能提供任何成分都不具備的獨(dú)特品質(zhì)。因此,通過(guò)混合適當(dāng)選擇的材料,可以使用簡(jiǎn)單而可重復(fù)的程序調(diào)和具有不同分離和物理化學(xué)特性的聚合物。因此,將 PBI 與滲透性更強(qiáng)的聚合物混合可有效提高 H2 的滲透性。研究了 Matrimid 和 m-PBI 混合用于 H2/CO2 分離的情況,并報(bào)告說(shuō)這兩種聚合物在整個(gè)成分范圍內(nèi)都能形成混溶混合物。這一特性歸因于各組分官能團(tuán)之間的強(qiáng)氫鍵作用(圖 7a)。雖然 Matrimid 和 m-PBI 顯示出相似的 H2/CO2 選擇性,但添加 25 wt% 的 Matrimid 會(huì)使 m-PBI 的 H2 滲透性和 H2/CO2 選擇性分別提高 9 倍和 2.5 倍。PBI塑料的生產(chǎn)歷史可以追溯到20世紀(jì)60年代。江蘇PBI無(wú)油軸套生產(chǎn)廠(chǎng)家
近幾十年來(lái),氫氣作為一種高質(zhì)量的可再生能源載體,在全球范圍內(nèi)重新獲得了越來(lái)越多的關(guān)注,這主要是由于燃料電池的進(jìn)步以及人們對(duì)環(huán)境問(wèn)題的日益關(guān)注。目前,化石資源的蒸汽轉(zhuǎn)化是生產(chǎn) H2 的主要途徑。但這一工藝的缺點(diǎn)是會(huì)產(chǎn)生大量溫室氣體,包括作為副產(chǎn)品的二氧化碳。在過(guò)去的幾十年里,膜分離技術(shù)有了長(zhǎng)足的發(fā)展、突破和進(jìn)步,可以成為實(shí)現(xiàn)廉價(jià)和高純度 H2 的關(guān)鍵組成部分。然而,只有少數(shù)膜材料能夠承受通過(guò)蒸汽轉(zhuǎn)化生產(chǎn) H2 的苛刻條件。基于聚苯并咪唑(PBI)的膜顯示出突出的化學(xué)、熱和機(jī)械穩(wěn)定性,以及高內(nèi)在 H2/CO2 選擇性。本綜述旨在概述基于 PBI 的結(jié)構(gòu)改性、交聯(lián)、混合基質(zhì)和中空纖維膜的較新發(fā)展,以開(kāi)發(fā)適用于工業(yè)的 H2 選擇性膜。上海PBI無(wú)油軸套批發(fā)價(jià)格PBI塑料的瞬間耐受溫度高達(dá)760度。
使用 1-甲基咪唑作為相容劑,將 m-PBI 與正交官能團(tuán)熱重排聚酰亞胺 HAB-6FDA-CI 混合(圖 7b),以提高 m-PBI 的 H2 滲透性,同時(shí)保持高選擇性。相容的混合膜在 400℃下進(jìn)行熱處理,這樣聚酰亞胺就能熱重排成滲透性更強(qiáng)的聚苯并惡唑結(jié)構(gòu)。混合膜在 H2 滲透性、H2/CO2 選擇性和機(jī)械性能(柔韌性足以彎曲 180°而不斷裂)方面均有改善。這種行為歸因于 m-PBI 基體相的同時(shí)致密化,從而提高了選擇性,以及分散聚酰亞胺相的熱重排,從而增強(qiáng)了氣體滲透性。
本綜述試圖及時(shí)匯編所有這些信息,以全方面介紹 PBI 膜作為 H2/CO2 分離技術(shù)的當(dāng)前可行性。H2/CO2 分離機(jī)制:氣體分子通過(guò)致密聚合物膜的傳輸是通過(guò)溶液擴(kuò)散模型來(lái)描述的(圖 2d)。根據(jù)該機(jī)制,滲透氣體在進(jìn)料端溶解到膜中,擴(kuò)散穿過(guò)膜,并在滲透端回收。滲透性被定義為溶解性和擴(kuò)散性的乘積;因此,分離 H2 和 CO2 的選擇性 αH2/CO2 分別表示為 H2 和 CO2 滲透性(PH2 和 PCO2)的比率。其中 DH2/DCO2 表示擴(kuò)散選擇性,αH2/CO2D 和 SH2/SCO2 表示溶解選擇性 αH2/CO2S。因此,擴(kuò)散性和溶解選擇性的組合決定了總體選擇性。PBI塑料可用作高溫結(jié)構(gòu)膠粘劑。
PBI 是一種可用于其他樹(shù)脂無(wú)法滿(mǎn)足的極端高溫,極惡劣化學(xué)和等離子體環(huán)境中或者對(duì)產(chǎn)品耐用性和耐磨性要求很高的應(yīng)用環(huán)境中的理想材料。 PBI零件被應(yīng)用于半導(dǎo)體和平板顯示器制造,電絕緣零件,保溫應(yīng)用以及密封,軸承,耐磨板在各工業(yè)中應(yīng)用。在苛刻的航空航天應(yīng)用評(píng)估中,PBI也具備突出的強(qiáng)度和短期耐高溫能力。PBI塑料(聚苯并咪唑)和聚四氟乙烯(PTFE)在多個(gè)方面存在明顯的差異,這些差異主要體現(xiàn)在它們的化學(xué)結(jié)構(gòu)、物理性能、應(yīng)用領(lǐng)域以及優(yōu)缺點(diǎn)等方面。PBI塑料在高溫軸套、連接器、閥座中有應(yīng)用。江蘇PBI無(wú)油軸套生產(chǎn)廠(chǎng)家
PBI塑料可用于制造探頭透鏡等部件。江蘇PBI無(wú)油軸套生產(chǎn)廠(chǎng)家
PBI聚合物的TGA曲線(xiàn)顯示熱阻在空氣中>500℃,在N2中>600℃。純 PBI 聚合物的特性如右表所示。這些值表示聚合物的“整體”特性。對(duì)于涂層來(lái)說(shuō),其性能可能會(huì)有所不同,具體取決于厚度和基材。PBI 共混物的示例如圖 4 所示,其中 PBI 與聚醚酮酮 (PEKK) 共混。這些共混物的研究結(jié)果表明混合物的 Tg 表示了主要成分。在 60:40 PBI:PEKK 共混物中,Tg 接近純 PBI 聚合物的 Tg。對(duì)于耐熱性,PBI和PEKK都表現(xiàn)出良好的耐熱性>500℃。PBI 含量 > 80% 的 PBI:PEKK 混合物略有改善。從混合物觀(guān)察到的性能來(lái)看,可以在高溫下提高 Tg 并減少重量損失。通過(guò)優(yōu)先以反映大部分 PBI 的方式改變重量百分比,較終混合物開(kāi)始反映相同的特性。江蘇PBI無(wú)油軸套生產(chǎn)廠(chǎng)家