基于 m-PBI 和 ZIF-11 的 MMM 在納米級(jí)和微米級(jí)顆粒的范圍內(nèi)都得到了發(fā)展,填充量高達(dá) 55 wt%。據(jù)報(bào)道,H2 滲透率的增加是由于穿透氣體分子的擴(kuò)散速度加快,而 ZIF 和聚合物溶液中 CO2 吸附量的減少則是 MMM 選擇性提高的原因。表 3 總結(jié)了 m-PBI MMM 的 H2/CO2 性能。雖然對(duì) PBI 主鏈進(jìn)行化學(xué)處理可大幅提高其自由體積分?jǐn)?shù)(FFV),從而提高 H2 滲透率,但這往往是以喪失 H2/CO2 選擇性為代價(jià)的。未來的研究應(yīng)探索使用同時(shí)具有大分子和剛性官能團(tuán)的單體進(jìn)行無規(guī)共聚,以生產(chǎn)高滲透性和剛性的 PBI 聚合物,從而克服滲透性和選擇性之間的權(quán)衡。芳基PBI在高達(dá)538℃的溫度下仍能保持穩(wěn)定。上海PBI板現(xiàn)貨直發(fā)
PBI 以其優(yōu)異的熱穩(wěn)定性和耐化學(xué)性而聞名。它是一種熱塑性塑料,具有所有市售有機(jī)聚合物中較高的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度 Tg (425℃)。PBI 由四氨基聯(lián)苯 (TAB) 與二苯間苯二甲酸酯 (DPIP) 縮聚而成。反應(yīng)方案如圖 1 所示。提出了兩種可能的機(jī)制。一種機(jī)制假設(shè)存在聚酰胺酸作為主要中間體,然后脫水并環(huán)化為咪唑。第二種機(jī)制假設(shè)存在席夫堿中間體,該中間體環(huán)化為苯并咪唑,隨后在形成咪唑時(shí)消除苯酚。PBl 的合成。PBl 是獨(dú)一可商購的聚苯并咪唑,由 Hoechst Celanese 的 Rock Hill 工廠 (SC) 生產(chǎn)。商業(yè)聚合分為兩個(gè)階段,均在惰性氣氛中進(jìn)行。在頭一階段,DPIP 熔化并溶解 TAB。隨著溫度升高,聚合開始,生成苯酚和水??s合副產(chǎn)物的釋放導(dǎo)致易碎泡沫的形成。在第二階段,泡沫被壓碎,聚合物分子量在固態(tài)下提高。PBI閥座供應(yīng)商PBI塑料在高溫軸套、連接器、閥座中有應(yīng)用。
在 m-PBI 基質(zhì)中加入無機(jī)填料是克服過選擇性權(quán)衡的一種簡單但非常有益的方法。然而,目前較先進(jìn)的 PBI MMM 主要是基于 ZIF 的填料,因?yàn)樗鼈兣c PBI 的咪唑官能團(tuán)有很好的聯(lián)系。必須更加關(guān)注新型填料的確定和功能化,如具有出色 H2/CO2 分離特性的共價(jià)有機(jī)框架,以提高它們與 PBI 的兼容性,從而提高其分離性能。強(qiáng)度損失:較后,吸水性會(huì)影響強(qiáng)度。在極端情況下,當(dāng)水/蒸汽完全飽和時(shí),PBI 的強(qiáng)度損失可達(dá) 45%。表 3 和表 4 說明了這一點(diǎn)。相反,如果部件吸水飽和,然后進(jìn)行干燥,其強(qiáng)度、模量、伸長率和硬度將恢復(fù)到原始值。
PBI涂層表征方法:涂層附著力和劃痕試驗(yàn):使用交叉切割試驗(yàn)確定涂層與基材分離的阻力。使用工具在涂層表面切割出直角格子圖案,一直穿透到基材。使用劃痕機(jī)研究涂層的耐刮擦性。為了研究“臨界載荷”,對(duì)每個(gè)涂層系統(tǒng)進(jìn)行了至少 3 次劃痕試驗(yàn),速度為 1 mm/s,載荷從 0.5 增加到 100 N,劃痕距離為 15 mm(圖 1)。滑動(dòng)磨損試驗(yàn):根據(jù) ASTM G176試驗(yàn)臺(tái),在塊環(huán)上進(jìn)行滑動(dòng)摩擦和磨損試驗(yàn)(圖 2)。將固定涂層壓在旋轉(zhuǎn)的金屬環(huán)上。使用的對(duì)應(yīng)物是 100 個(gè) Cr6 鋼環(huán),外徑為 13 mm,平均表面粗糙度為 Ra≈ 0.2 μm。測(cè)試在室溫下的干滑動(dòng)條件下進(jìn)行,參數(shù)如下:標(biāo)稱初始接觸壓力 = 0.5 MPa、滑動(dòng)速度 = 1 m/s、測(cè)試時(shí)間 = 2 h。磨損量通過白光顯微鏡測(cè)量。憑借高硬度和耐磨性,PBI 塑料可制作刀具涂層,延長刀具使用壽命。
氫是地球上較簡單、較豐富的元素之一,只由一對(duì)質(zhì)子和電子組成。雖然氫氣被普遍用作化學(xué)原料,但原則上它只是一種儲(chǔ)存和輸送能量的介質(zhì),而不是能量的主要來源。目前,H2 主要用于石油提煉和化肥生產(chǎn)。然而,它的可燃性為可持續(xù)運(yùn)輸和公用事業(yè)部門提供了額外的用途,較終可能徹底改變這些行業(yè)。例如,以碳?xì)浠衔餅槿剂系膫鹘y(tǒng)內(nèi)燃機(jī)(ICE)會(huì)產(chǎn)生大量溫室氣體,與之相比,氫基汽車只會(huì)排放水蒸氣作為副產(chǎn)品,這使其成為解決當(dāng)前氣候危機(jī)的一個(gè)有前途的方案。氫氣還可用于燃料電池,產(chǎn)生清潔電力。因此,在不久的將來實(shí)現(xiàn)氫經(jīng)濟(jì)的愿景是非常現(xiàn)實(shí)的。然而,轉(zhuǎn)型過程面臨著許多挑戰(zhàn),其中較重要的挑戰(zhàn)之一就是高效、高純度地生產(chǎn)氫氣,這必須由化學(xué)分離科學(xué)專業(yè)人士來解決。PBI塑料的初始開發(fā)是為了滿足NASA的耐火纖維需求。吉林PBI密封條
PBI 塑料在電子封裝領(lǐng)域發(fā)揮重要作用,有效保護(hù)電子元件。上海PBI板現(xiàn)貨直發(fā)
作為一種清潔能源載體,氫氣越來越受到人們的青睞,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)和加入無機(jī)填料。上海PBI板現(xiàn)貨直發(fā)