简介：1.1 聚苯并咪唑背景，聚[2,2'-(间苯基)-5,5'-双苯并咪唑](PBI) 已被证明是一种出色的短期高温有机基质树脂，适用于结构和烧蚀复合材料应用。使用 PBl 作为基质树脂的研究可以追溯到 20 世纪 60 年代。当时，该过程涉及在固化过程中聚合单体。该过程漫长、复杂，并且会带来不可接受的健康危害。Hoechst Celanese 的开发活动产生了一种溶剂型 PBI 预浸料，其中含有中等分子量（约 20000g mol^(-1)）PBI 聚合物。工业利益推动了对 PBI 加工性能的进一步研究。由于其突出的热稳定性，PBI 塑料可用于高温炉内衬材料，提高热效率。江苏PBI注塑市场价格
聚苯并咪唑（PBI）制备方法分为溶液法、熔融法，其中熔融法包括高温溶液缩聚法、低温溶液缩聚法、熔融缩聚法等。熔融缩聚法是3,3′-二氨基联苯、间苯二甲酸二苯酯在加热条件下进行熔融缩聚反应，再经脱水环化反应制得聚苯并咪唑成品。根据新思界产业研究中心发布的《2024-2029年聚苯并咪唑（PBI）行业市场深度调研及投资前景预测分析报告》显示，2023年，全球聚苯并咪唑市场规模在2.6亿美元左右。全球聚苯并咪唑产能主要集中在美国、德国、日本、中国等地区，相关企业有美国塞拉尼斯、美国PBI Performance Products, Inc.（美国PBI公司）、德国赢创、德国巴斯夫、印度Gharda Chemicals、法国Nature Plast等。北京PBI分析仪器测试头PBI塑料的热稳定性在氮气中可超过500℃。
PBI化学结构：PBI塑料：PBI塑料的分子由聚苯并咪唑单元聚合而成，具有独特的分子结构，这赋予了它优异的耐热性、耐磨性和耐化学腐蚀性。聚四氟乙烯：PTFE是由四氟乙烯单体聚合而成的聚合物，其分子结构中所有氢原子都被氟原子取代，形成高度稳定的C-F键，这种结构使得PTFE具有突出的化学稳定性和物理性能。PBI硬度为玻璃的二分之一。高纯度灰分可控制在2ppm以下。适用于半导体行业、特种玻璃行业，对塑料制品性能要求较高地方使用。因其优越的性能，在其他塑料无法实现的领域，PBI都可能找到较佳解决方案。
聚苯并咪唑（PBI）是一种线性无定形聚合物，在无约束的潮湿环境中会吸附水，但不会与水发生反应）。在潮湿的环境中，水会进入聚合物链之间的无约束聚合物基体，使其扩散并拉伸形状或部件的尺寸。水不会与 PBI 结合或发生反应，但会自由进出无约束基质。相反，如果 PBI 受到约束，聚合物链就不会扩散，水也不会渗透。吸收的水可以通过将 PBI 改为干燥环境来解吸，这样基质就会恢复到原来的大小和状态。吸水对 PBI 的影响与对其他热塑性塑料的影响相同；其物理表现有三个方面：吸水会改变部件尺寸，加剧热冲击和压力冲击的影响，降低机械强度。此外，吸附的水分还会影响电绝缘电阻和介电特性。以其良好的阻燃性，PBI 塑料常用于建筑材料，增强建筑的防火安全性。
PBI聚合物混合：许多研究表明，气体分离膜的聚合物混合方法可为混合膜提供有趣的特性。聚合物混合不仅能协同结合聚合物的传输特性，较大限度地提高气体渗透性和选择性，还能提供任何成分都不具备的独特品质。因此，通过混合适当选择的材料，可以使用简单而可重复的程序调和具有不同分离和物理化学特性的聚合物。因此，将 PBI 与渗透性更强的聚合物混合可有效提高 H2 的渗透性。研究了 Matrimid 和 m-PBI 混合用于 H2/CO2 分离的情况，并报告说这两种聚合物在整个成分范围内都能形成混溶混合物。这一特性归因于各组分官能团之间的强氢键作用（图 7a）。虽然 Matrimid 和 m-PBI 显示出相似的 H2/CO2 选择性，但添加 25 wt% 的 Matrimid 会使 m-PBI 的 H2 渗透性和 H2/CO2 选择性分别提高 9 倍和 2.5 倍。在半导体制造中，PBI 塑料用于制造承载晶圆的器具，确保生产精度。江苏PBI注塑市场价格
PBI塑料长期耐高温工作温度可达310度。江苏PBI注塑市场价格
PBI 中空纤维：要充分利用 PBI 的明显特性，必须将其转化为商业上可行的膜配置。这种膜组件的目标是降低膜成本，较大限度地提高气体渗透率和膜表面体积比，以获得较小的整体碳足迹和组件尺寸，因为所需的高压和高温膜外壳是一个重要的资本成本组成部分。利用中空纤维膜（HFM）组件是一种很有前途的方法，可以在减少组件尺寸的同时明显增加膜的有效面积。在各种膜配置中，中空纤维膜组件可提供较大的堆积密度。HFM 模块的堆积密度高达 30,000 m²/m³。我们一直在努力研究将中空纤维的有益特性与 m-PBI 结合形成高渗透、高面积密度膜所产生的协同效应。由于高频膜通常具有非对称结构，而且选择层超薄，容易产生缺陷。因此，在制造过程中通常需要添加填料、交联和涂层等步骤来提高选择性。表 4 总结了较近开发的基于 m-PBI 的 HFM 的 H2/CO2 分离性能。江苏PBI注塑市场价格
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