扩散系数通常受聚合物分子结构的影响,聚合物分子结构允许特定气体分子根据其大小优先通过,这些大小通常用其动力学直径表示。H2 和 CO2 的动力学直径分别为 0.289 纳米和 0.33 纳米,这意味着 H2 的扩散速率通常较高。另一方面,CO2 的溶解度比 H2 高,因为它具有更高的冷凝性,临界温度 (Tc) 就表明了这一点:Tc,CO2 = 304 K,Tc,H2 = 33 K。由于 H2 的动力学直径比 CO2 小,冷凝性比 CO2 低,因此聚合物通常具有良好的 H2/CO2 扩散选择性,但溶解性选择性较差。PBI塑料被国际消防员协会认可为高耐热材料。浙江PBI高温密封垫机加工

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。上海PBI垫圈尺寸PBI纤维可用作耐焰织物和烧蚀材料。

PBI(聚苯并咪唑)作为当今较高级别的工程塑料,在众多领域中展现出了突出的性能。它拥有出色的耐高温特性,长期工作温度可达310℃,且瞬时耐受温度高达760℃。同时,PBI还具备优异的耐腐蚀性,在酸碱环境中能保持稳定。其强度高特点使得它的强度达到Vespel产品的两倍,成为现有工程塑料中强度较高的产品。此外,PBI的高硬度只次于玻璃,而高纯度灰分则可控制在2ppm以下,非常适合半导体行业和特种玻璃行业等对塑料制品性能要求极高的场合。由于其独特的性能,PBI在塑料无法实现的领域中也能找到较佳解决方案。
尽管用于 H2/CO2 分离的聚合物基膜具有诸多优点,但其在工业应用中的发展也面临着一些挑战,其中较重要的是塑化和高温下的低稳定性。玻璃聚合物具有刚性,因此可抗塑化并在高温下保持稳定,是合适的选择。有人建议使用聚苯并咪唑(PBI)进行 H2/CO2 分离,这是一种符合上述要求的特种聚合物。它在高温下(玻璃转化温度,Tg = 425-435℃)稳定,具有较高的 H2/CO2 本征选择性,并且由于具有高硬度结构和致密的链包装,预计可以承受塑化。然而,气体分子通过 PBI 的传输速率非常缓慢,这也是由于它具有使其更耐塑化的相同特性。改善其渗透性的方法包括与渗透性更强的聚合物混合、改变其化学结构以及在聚合物基体中添加填料。PBI塑料在500度高温下仍能连续工作数小时。

由Celazole® U系列聚合物制成的部件在大多数塑料无法承受的极端条件下表现出色,在许多极端环境中性能优于聚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺和聚醚醚酮等其他材料。Celazole® PBI(聚苯并咪唑)是一种独特且高度稳定的线性杂环聚合物。PBI具有强度高、优异的热稳定性、在高压蒸汽或水中的水解稳定性、对烃类、醇类、弱酸、弱碱、硫化氢、氯化溶剂、油、热传导液和许多其他有机化学物质具有普遍的耐受性。耐高温性能:Celazole® PBI 的玻璃化转变温度为427℃强度高:地球上任何未填充树脂中抗压强度较高的耐化学性:在 93℃的机油中浸泡 30 天后抗拉强度仍为 100%。PBI 塑料可用于制造汽车内饰件,既美观又具备良好的性能。上海PBI垫圈尺寸
PBI塑料常用于制造飞机零部件和卫星部件。浙江PBI高温密封垫机加工
根据膜孔径的大小,多孔膜中的气体传输可分为三种不同的状态(图 2a-c)。当孔径相对较大(0.1-10 微米)时,气体混合物通过对流穿过膜,不发生分离。当孔径小于 0.1 微米时,由于其与气体的动力学直径相似,因此传输是通过克努森扩散来描述的。当孔径在 0.5 至 1 纳米之间时,会根据分子大小产生相对分离。膜制备:致密膜通常采用溶液浇铸法生产(图 3a),将聚合物和任何添加剂溶解在适当的溶剂中,然后浇铸在玻璃板上,并放入温度较低的(真空)烘箱中,逐渐去除溶剂。一旦大部分溶剂被去除并形成致密膜,温度会进一步升高到溶剂沸点以上,以确保完全去除残留在膜中的任何溶剂。因此,致密膜通常很厚且对称。浙江PBI高温密封垫机加工