正如它們的高 Tg(>400℃)所示,這些類型的聚合物具有非常堅硬的結構,可明顯抵抗二氧化碳塑化,使膜即使在高溫下也能保持分離性能。盡管具有這些優點,PBI 聚合物在氣體分離方面仍面臨著一些挑戰,包括由于高度的鏈堆積和堅硬的聚合物骨架以及脆性而導致的低 H2 滲透性,這使得用這種材料制造薄膜十分困難。聚合物混合、官能化、交聯、前體聚合物的熱重排、N 取代改性和無機顆粒的加入是克服其缺點的一些方法。目前,m-PBI 是獨一可在市場上買到的 PBI,因此,預計還需要更多的努力來普遍研究不同的膜改性技術,以改善其氣體傳輸特性。PBI 塑料的低介電損耗使其在微波通信領域有著重要應用。浙江PBI耐磨條生產廠家
聚苯并咪唑(PBI)制備方法分為溶液法、熔融法,其中熔融法包括高溫溶液縮聚法、低溫溶液縮聚法、熔融縮聚法等。熔融縮聚法是3,3′-二氨基聯苯、間苯二甲酸二苯酯在加熱條件下進行熔融縮聚反應,再經脫水環化反應制得聚苯并咪唑成品。根據新思界產業研究中心發布的《2024-2029年聚苯并咪唑(PBI)行業市場深度調研及投資前景預測分析報告》顯示,2023年,全球聚苯并咪唑市場規模在2.6億美元左右。全球聚苯并咪唑產能主要集中在美國、德國、日本、中國等地區,相關企業有美國塞拉尼斯、美國PBI Performance Products, Inc.(美國PBI公司)、德國贏創、德國巴斯夫、印度Gharda Chemicals、法國Nature Plast等。上海PBI蝸殼價位PBI塑料的瞬間耐受溫度高達760度。
PBI涂層設備:涂層是在 Brewer Science, Inc. CB-100 旋涂機上生產的,而噴涂和封裝則使用 Daetec 設計的定制工具。計量數據由 XP-1 觸針輪廓儀、AFP-200 原子力輪廓儀和 Xi-100 光學輪廓儀生成。在適用的情況下,設備設置包括 5 毫克觸筆負載、較小 4 毫米距離和 0.5 毫米/秒的速度。對于清潔測試,使用點和環觸點的 Hg 探針(型號 802B-150)、HP 4140B 皮安表源,由 MDC 測量系統支持,具有 I-V 繪圖程序 @ 10 mv 步長從 0-1V [11]。生成典型的 I-V 圖來比較趨勢并研究保護膜的擊穿電壓。用于材料表征的分析設備包括 SEM (Hitachi 4700)、能量色散 X 射線光譜 (EDS)、帶 ATR 的 FTIR(Spectrum 100、DGTS 檢測器、ZnSe 涂層附件、Perkin-Elmer)。改良的脫氣熱重測試方法是通過典型的實驗室規模(+/- 0.1mg)進行的。UV 固化設備包括 Intelli-Ray 400 微處理器控制的光固化系統。
相比之下,膜法 H2/CO2 分離工藝只需施加跨膜壓力即可運行,不涉及任何相變或吸附劑再生,因此能以比傳統方法低得多的能耗進行分離。除了能耗低之外,膜分離技術還具有碳足跡小、維護簡單、可連續運行和設計靈活等優點,使其成為較有前途和可持續的 H2 凈化技術。然而,制造在所需的嚴格操作條件下穩定的高滲透性和 H2 選擇性膜是一項挑戰。例如,雖然鈀膜對 H2 有極高的選擇性,而且如果做得足夠薄,還能獲得高 H2 通量,但一般來說,它們的機械性能并不穩定。在包括無機物、金屬和多孔碳在內的多種膜合成材料中,聚合物因其溶液加工的簡便性以及成本、性能和化學性質的良好平衡而成為較發達和商業上較可行的選擇。PBI塑料在阿波羅計劃中用于宇航員的服裝制造。
PBI涂層附著力和耐刮擦性:純 PBI 涂層的附著力受較終固化溫度的影響很大。隨著溫度的升高,鋁基板的強度明顯增加。系統 PBI_280 的網格切割強度(GK=0)達到了較佳值(圖 4,左)。“臨界載荷”(涂層開始破裂并從基材上剝離的載荷)的結果顯示,純 PBI 涂層和之前測試的 PAI 涂層之間存在明顯差異(圖 4,右)。測量到 PBI_280 涂層的較高臨界載荷(約 82 N),與較高的耐刮擦性相對應。PBI_180 和 PBI_215 之間的差異很小,由于測試結果分散,可以忽略不計。其他作者也觀察到塊狀 PBI 具有非常高的耐刮擦性。PBI 塑料的高韌性使其在受到沖擊時不易破裂,適用于制造防護產品。江蘇PBI活塞環價格
PBI 塑料可制成纖維,用于制作防護服裝,提供強度高防護。浙江PBI耐磨條生產廠家
PBI涂層表征方法:涂層附著力和劃痕試驗:使用交叉切割試驗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。使用劃痕機研究涂層的耐刮擦性。為了研究“臨界載荷”,對每個涂層系統進行了至少 3 次劃痕試驗,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)。滑動磨損試驗:根據 ASTM G176試驗臺,在塊環上進行滑動摩擦和磨損試驗(圖 2)。將固定涂層壓在旋轉的金屬環上。使用的對應物是 100 個 Cr6 鋼環,外徑為 13 mm,平均表面粗糙度為 Ra≈ 0.2 μm。測試在室溫下的干滑動條件下進行,參數如下:標稱初始接觸壓力 = 0.5 MPa、滑動速度 = 1 m/s、測試時間 = 2 h。磨損量通過白光顯微鏡測量。浙江PBI耐磨條生產廠家