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=304K,Tc,H2=33K。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塑料的耐磨损性能远超聚酰亚胺。江苏PBI轴承定制价格

这些层压板比对照层更薄(每层0.0122-0.0142英寸),空隙率也更低(0.7%-3.9%),显微照片检查显示所有8000gmol^(-1)封端层压板均出现微裂纹(图5),由于在6.9MPa(1000psi)下固化的20000gmol^(-1)PBI中也观察到了这种情况,因此认为这是由于这些层压板中的树脂含量非常低造成的。如上所述,这些层压板表现出较大的流动,但是,计算出的树脂含量并不支持这一结论。虽然这可能适用于在6.9MPa下固化的20000gmol^(-1)PBl,并且在较高压力下固化的封端PBI中观察到更大程度的微裂纹,但这并不能解释根本原因,层压板中的空隙有两种类型:层之间的大空隙和纤维束内的小空隙。后者随着固化压力的降低而成比例增加。总体而言,8000gmol-i层压板的质量随压力的变化似乎小于20000gmol^(-1)层压板。上海PBI齿轮规格PBI 塑料的低摩擦系数使其成为制造轴承、齿轮等部件的理想材料,能减少磨损。

PBI涂层附着力和耐刮擦性:纯PBI涂层的附着力受较终固化温度的影响很大。随着温度的升高,铝基板的强度明显增加。系统PBI_280的网格切割强度(GK=0)达到了较佳值(图4,左)。“临界载荷”(涂层开始破裂并从基材上剥离的载荷)的结果显示,纯PBI涂层和之前测试的PAI涂层之间存在明显差异(图4,右)。测量到PBI_280涂层的较高临界载荷(约82N),与较高的耐刮擦性相对应。PBI_180和PBI_215之间的差异很小,由于测试结果分散,可以忽略不计。其他作者也观察到块状PBI具有非常高的耐刮擦性。
PBI衍生物:众所周知,对聚合物骨架进行系统的结构改性,既可限制链的堆积,又可抑制链的流动性,从而提高渗透性,同时保持或提高气体分离膜的选择性。图5描述了PBI的一般结构,其中R1可以是直接键、砜、醚或任何其他连接键。R2可以是烷基或芳基官能团;R3通常只是氢,也可用于PBI交联。要改变PBI的骨架结构,进而改变其气体传输特性,较简单的方法可能是操纵二羧酸(图5,R2;图4,R)。值得注意的是,目前市场上只有的一种聚苯并咪唑是聚2,2′-(间苯二酚)-5,5′-联苯并咪唑,又称间苯并咪唑(m-PBI)。PBI 塑料可用于制造汽车内饰件,既美观又具备良好的性能。

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。因其低热膨胀系数,PBI 塑料可用于光学仪器,保证光学元件的精度。浙江PBI分析仪器测试头厂家
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正如它们的高Tg(>400℃)所示,这些类型的聚合物具有非常坚硬的结构,可明显抵抗二氧化碳塑化,使膜即使在高温下也能保持分离性能。尽管具有这些优点,PBI聚合物在气体分离方面仍面临着一些挑战,包括由于高度的链堆积和坚硬的聚合物骨架以及脆性而导致的低H2渗透性,这使得用这种材料制造薄膜十分困难。聚合物混合、官能化、交联、前体聚合物的热重排、N取代改性和无机颗粒的加入是克服其缺点的一些方法。目前,m-PBI是独一可在市场上买到的PBI,因此,预计还需要更多的努力来普遍研究不同的膜改性技术,以改善其气体传输特性。江苏PBI轴承定制价格