近几十年来,氢气作为一种高质量的可再生能源载体,在全球范围内重新获得了越来越多的关注,这主要是由于燃料电池的进步以及人们对环境问题的日益关注。目前,化石资源的蒸汽转化是生产 H2 的主要途径。但这一工艺的缺点是会产生大量温室气体,包括作为副产品的二氧化碳。在过去的几十年里,膜分离技术有了长足的发展、突破和进步,可以成为实现廉价和高纯度 H2 的关键组成部分。然而,只有少数膜材料能够承受通过蒸汽转化生产 H2 的苛刻条件。基于聚苯并咪唑(PBI)的膜显示出突出的化学、热和机械稳定性,以及高内在 H2/CO2 选择性。本综述旨在概述基于 PBI 的结构改性、交联、混合基质和中空纤维膜的较新发展,以开发适用于工业的 H2 选择性膜。凭借高硬度和耐磨性,PBI 塑料可制作刀具涂层,延长刀具使用寿命。浙江PBI精密齿轮批发

本综述试图及时汇编所有这些信息,以全方面介绍 PBI 膜作为 H2/CO2 分离技术的当前可行性。H2/CO2 分离机制:气体分子通过致密聚合物膜的传输是通过溶液扩散模型来描述的(图 2d)。根据该机制,渗透气体在进料端溶解到膜中,扩散穿过膜,并在渗透端回收。渗透性被定义为溶解性和扩散性的乘积;因此,分离 H2 和 CO2 的选择性 αH2/CO2 分别表示为 H2 和 CO2 渗透性(PH2 和 PCO2)的比率。其中 DH2/DCO2 表示扩散选择性,αH2/CO2D 和 SH2/SCO2 表示溶解选择性 αH2/CO2S。因此,扩散性和溶解选择性的组合决定了总体选择性。PBI垫圈机加工利用 PBI 塑料的高性能特性,可制造高性能赛车的零部件,提升赛车性能。

聚苯并咪唑(PBI)的一般化学结构。通过改变 R2,制备了四种不同的 PBI 衍生物,以研究主链结构对相应膜的 H2/CO2 分离性能的影响。与商用 m-PBI 相比,在 PBI 主链中加入各种笨重、柔韧和受挫的官能团会较大程度上破坏聚合物链的致密堆积,较终导致 H2 渗透性明显提高。然而,正如预期的那样,H2/CO2 的选择性也有所下降。Kumbharkar 等人利用 5-叔丁基间苯二甲酸(BuI)作为笨重的二羧酸单体来合成 Bul-PBI,结果降低了链的堆积密度,热稳定性略有下降,而溶剂溶解性却有所提高。Bul-PBI 膜的扩散选择性为 37.8(高于 m-PBI),溶解选择性为 0.15(略低于 m-PBI)。图 6 显示了之前报告的研究中测量的改性 PBI 基聚合物的 H2 渗透性和选择性数据的上限图。由此可见,在对 PBI 的骨架结构进行处理的同时,通常还要在气体渗透性和选择性之间进行权衡。各种 PBI 衍生物的详细列表见表 S1。
聚苯并咪唑 (PBI) 为各种应用提供高耐热性涂层。该聚合物具有超越其他工程材料的热性能(Tg=427℃,热降解>550℃)。与许多常见的高分子量工程聚合物不同,PBI树脂可以溶解在有机溶剂体系中,产生稳定的无腐蚀性溶液。涂料是通过简单的浇铸方法生产的。本文将演示如何将简单的 PBI 涂层应用于从碳钢到铜的基材上,从而实现理想的保护和高热稳定性。耐热性:PBI 的芳香族双苯并咪唑结构由于其内部分子键的强度而具有优异的耐化学性和耐热性。PBI塑料的熔点较高,加工制造具有挑战性。

水的吸附速度受限于水向 PBI 部分的扩散速度。由于扩散速度受聚合物中水浓度梯度的驱动,因此可以观察到费克扩散。这种扩散速率是暴露时间平方根的线性函数,由温度、% R.H. 和部件几何形状决定。由于该速率是暴露时间平方根的函数,因此吸水速率开始时很快,但随着时间的推移会逐渐减慢。几何形状会随着扩散距离的变化而影响吸水率。通过裸露的大平面的扩散是主要的,而通过裸露的边缘的扩散是较小的。因此,在其他条件相同的情况下,薄膜和薄壁形状比大块的三维形状更容易达到平衡浓度。PBI塑料在阿波罗计划中用于宇航员的服装制造。上海PBI棒厂家直销
PBI 塑料可制成纤维,用于制作防护服装,提供强度高防护。浙江PBI精密齿轮批发
PBI溶液:PBI聚合物是一种无定形热塑性塑料,可以很容易地溶解在非质子溶剂中,例如n,n-二甲基乙酰胺(DMAC)、二甲基亚砜(DMSO)和n-甲基吡咯烷酮(NMP)。PBI 聚合物以粗粉末形式生产,分类为 0.8 IV(特性粘度)。PBI的溶剂混合物可以通过添加至所选溶剂、加热和混合来制备。该溶液需要通过添加氯化锂 (LiCl) 或类似物来稳定离子。非腐蚀性应用可考虑使用硝酸锂 (LiNO3)。离子材料的典型浓度为<2% LiCl,或<0.5M。PBI 聚合物溶液有 26% 的 DMAC(含 LiCl)溶液和 10% 的 DMAC(不含 LiCl)溶液。浙江PBI精密齿轮批发