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 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塑料的市場(chǎng)價(jià)格相對(duì)較高,主要應(yīng)用在高級(jí)市場(chǎng)。PBI部件制造
彎曲性能從這些層壓板上切下彎曲樣品,在環(huán)境溫度和高溫下進(jìn)行測(cè)試,室溫結(jié)果報(bào)告于圖 6 中。隨著較大固化壓力的降低,20000g mol^(-1) PBl 的彎曲強(qiáng)度迅速降低。在 0.69 MPa 固化壓力下,彎曲強(qiáng)度約為 5.1 MPa 固化壓力下的 55%。8000g mol^(-1)“活”PBl 的彎曲強(qiáng)度隨固化壓力的變化很小,當(dāng)固化壓力從 3.24 MPa 降至 0.69 MPa 時(shí),彎曲強(qiáng)度只損失 14%。如圖 6 所示,對(duì)照層壓板和在 3.24 (470 psi) 和 2.07 MPa (300 psi) 下固化的 8000g mol^(-1)“活”PBl 層壓板在典型的層壓板間變化范圍內(nèi)的彎曲強(qiáng)度幾乎相同。雖然 8000g mol^(-1) 端蓋彎曲樣品的空隙率較低,但它們都因剪切而失效,強(qiáng)度非常低。PBI部件制造因其優(yōu)異的化學(xué)穩(wěn)定性,PBI 塑料可用于化工設(shè)備中,抵御多種化學(xué)物質(zhì)侵蝕。
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:氣體分子通過致密聚合物膜的傳輸是通過溶液擴(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。
該塑料具有硬度大,耐磨性好的特點(diǎn),那么加工時(shí)就應(yīng)該注意:PBI的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度在420到450攝氏度之間,這使得它具有良好的耐高溫性能。它還表現(xiàn)出抵抗應(yīng)力開裂、抗沖擊、抗撕裂以及抗穿刺的能力。與其他塑料相比,PBI在化學(xué)穩(wěn)定性、抗?jié)駶B透性能和電絕緣性能方面表現(xiàn)出色。PBI不能用作樹脂,也不能用傳統(tǒng)方法加工熱塑性塑料,而是需要通過高壓燒結(jié)法進(jìn)行加工。它可加工成纖維、特殊形狀的物品和成品,還可用于復(fù)合浸漬溶液。PBI常用于合成纖維,制成各種涂層和零件。PBI塑料可用作高溫結(jié)構(gòu)膠粘劑。
研究在鋁基材上制備聚苯并咪唑(PBI)薄涂層,發(fā)現(xiàn)280℃固化時(shí)附著力較佳,耐刮擦性優(yōu)于聚酰胺酰亞胺(PAI)。滑動(dòng)磨損測(cè)試中PBI表現(xiàn)更佳,但磨料磨損下兩者無(wú)明顯差異。PBI適用于高溫摩擦磨損系統(tǒng)。在不同的較終固化溫度下,在鋁基材上制備聚苯并咪唑 (PBI) 薄涂層。在室溫下使用各種測(cè)試方法測(cè)試了它們的摩擦學(xué)性能,并與聚酰胺酰亞胺 (PAI) 涂層進(jìn)行了比較。在 280℃ 的較終固化溫度下處理的 PBI 對(duì)基材的附著力較好。這也反映在更好的耐刮擦性上,因此在所有情況下 PBI 都優(yōu)于 PAI。涂層與光滑鋼制品的滑動(dòng)磨損也是如此。在與砂紙的磨料磨損下,磨料顆粒越小,摩擦和磨損值就越低,但無(wú)論固化溫度如何,PBI 和 PAI 之間都沒有明顯差異。PBI塑料的改性可能會(huì)影響其本體性能。PBI閥座廠家直銷
PBI塑料在500度高溫下仍能連續(xù)工作數(shù)小時(shí)。PBI部件制造
作為一種清潔能源載體,氫氣越來(lái)越受到人們的青睞,而氫氣選擇性膜作為氫氣經(jīng)濟(jì)的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù),也越來(lái)越受到人們的關(guān)注。H2 主要由化石資源(如天然氣和煤炭)通過蒸汽重整工藝生產(chǎn),二氧化碳是主要副產(chǎn)品?;?PBI 的膜具有出色的化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性,并具有較高的 H2/CO2 本征選擇性,使其成為 H2 分離技術(shù)的較佳選擇。較近,為了使 PBI 膜更適用于 H2 分離行業(yè),即提高 H2 的過選擇性,人們對(duì)聚合物鏈骨架進(jìn)行了改性、聚合物混合、化學(xué)交聯(lián)和加入無(wú)機(jī)填料。PBI部件制造