聚苯并咪唑(PBI)的一般化學(xué)結(jié)構(gòu)。通過改變 R2,制備了四種不同的 PBI 衍生物,以研究主鏈結(jié)構(gòu)對相應(yīng)膜的 H2/CO2 分離性能的影響。與商用 m-PBI 相比,在 PBI 主鏈中加入各種笨重、柔韌和受挫的官能團會較大程度上破壞聚合物鏈的致密堆積,較終導(dǎo)致 H2 滲透性明顯提高。然而,正如預(yù)期的那樣,H2/CO2 的選擇性也有所下降。Kumbharkar 等人利用 5-叔丁基間苯二甲酸(BuI)作為笨重的二羧酸單體來合成 Bul-PBI,結(jié)果降低了鏈的堆積密度,熱穩(wěn)定性略有下降,而溶劑溶解性卻有所提高。Bul-PBI 膜的擴散選擇性為 37.8(高于 m-PBI),溶解選擇性為 0.15(略低于 m-PBI)。圖 6 顯示了之前報告的研究中測量的改性 PBI 基聚合物的 H2 滲透性和選擇性數(shù)據(jù)的上限圖。由此可見,在對 PBI 的骨架結(jié)構(gòu)進行處理的同時,通常還要在氣體滲透性和選擇性之間進行權(quán)衡。各種 PBI 衍生物的詳細列表見表 S1。PBI塑料的廢棄物處理存在一定難度。浙江PBI制品廠家直銷
這些層壓板比對照層更?。繉?0.0122-0.0142 英寸),空隙率也更低(0.7%-3.9%),顯微照片檢查顯示所有 8000g mol^(-1) 封端層壓板均出現(xiàn)微裂紋(圖 5),由于在 6.9 MPa(1000 psi)下固化的 20000g mol^(-1)PBI 中也觀察到了這種情況,因此認為這是由于這些層壓板中的樹脂含量非常低造成的。如上所述,這些層壓板表現(xiàn)出較大的流動,但是,計算出的樹脂含量并不支持這一結(jié)論。雖然這可能適用于在 6.9 MPa 下固化的 20000g mol^(-1) PBl,并且在較高壓力下固化的封端 PBI 中觀察到更大程度的微裂紋,但這并不能解釋根本原因,層壓板中的空隙有兩種類型:層之間的大空隙和纖維束內(nèi)的小空隙。后者隨著固化壓力的降低而成比例增加??傮w而言,8000g mol-i 層壓板的質(zhì)量隨壓力的變化似乎小于 20000g mol^(-1) 層壓板。PBI航空支架制造PBI塑料的耐磨損性能遠超聚酰亞胺。
近幾十年來,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)重新獲得了越來越多的關(guān)注,這主要是由于燃料電池的進步以及人們對環(huán)境問題的日益關(guān)注。目前,化石資源的蒸汽轉(zhuǎn)化是生產(chǎn) H2 的主要途徑。但這一工藝的缺點是會產(chǎn)生大量溫室氣體,包括作為副產(chǎn)品的二氧化碳。在過去的幾十年里,膜分離技術(shù)有了長足的發(fā)展、突破和進步,可以成為實現(xiàn)廉價和高純度 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蒸汽轉(zhuǎn)化生產(chǎn) H2 的苛刻條件?;诰郾讲⑦溥颍≒BI)的膜顯示出突出的化學(xué)、熱和機械穩(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,以開發(fā)適用于工業(yè)的 H2 選擇性膜。
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特品質(zhì)。因此,通過混合適當選擇的材料,可以使用簡單而可重復(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,并報告說這兩種聚合物在整個成分范圍內(nèi)都能形成混溶混合物。這一特性歸因于各組分官能團之間的強氫鍵作用(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塑料的熱穩(wěn)定性在氮氣中可超過500℃。
PBI 可以牢固地粘附在鋼、不銹鋼、鋁、銅、鎳鉻、玻璃、陶瓷和塑料上。PBI 涂層具有很強的耐熱性和耐化學(xué)性。PBI 將提供電絕緣和耐磨性。PBI溶液可制成單獨薄膜和微孔中空纖維膜,用于PEM電池、超濾、納濾、氣體分離、有機化學(xué)滲透汽化脫水以及正向和反向滲透。水對 PBI 的影響:暴露在潮濕環(huán)境中的無約束 PBI 試樣會吸附水分(有約束則不會)。在許多情況下,吸附水分的影響很小,使用時也不會被注意到;但在某些情況下,吸附水分是一個必須考慮的因素。用戶應(yīng)注意濕氣對 PBI 部件物理性能的三種不利影響:尺寸變化、開裂/起泡和強度下降。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。上海PBI閥片批發(fā)
PBI塑料在化工、石油、制藥等領(lǐng)域有普遍應(yīng)用。浙江PBI制品廠家直銷
非對稱膜可使用非溶劑誘導(dǎo)相反轉(zhuǎn)工藝制成(圖 3b),在該工藝中,聚合物以相對較高的濃度溶解在適當?shù)娜軇┲?,然后將溶液澆鑄在類板上或通過噴絲板紡制中空纖維,并將澆鑄的膜暴露在非溶劑中以誘導(dǎo)相反轉(zhuǎn)。非對稱膜通常由兩部分組成:與致密膜具有相同作用的選擇層和下面的多孔基底。多孔基質(zhì)沒有選擇性,其滲透率遠遠高于選擇層;因此,過選擇性由選擇層決定。非對稱膜的選擇層比致密膜薄得多,由于選擇層的厚度較大程度上減少,預(yù)計傳質(zhì)阻力也會較大程度上降低,因此滲透率也會比致密膜高。浙江PBI制品廠家直銷