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。PBI 塑料在新能源汽车电池组件中应用,有助于提高电池性能和安全性。上海PBI涡轮厂家精选
为了充分发挥 PBI 令人兴奋的特性,这种材料较终必须转化为具有商业吸引力的膜平台,即高频膜组件。由于高频膜通常具有非对称结构,选择层超薄且易出现缺陷;因此,制造过程通常需要加入填料、交联和涂层步骤,以提高选择性。因此,从提高致密 m-PBI 膜性能中获得的知识应较终转化为高频膜,使其具有高过选择性和热稳定性、机械稳定性和化学稳定性。总之,本综述证实了 PBI 作为未来高效生产 H2 所需的高性能膜材料的潜力。聚合物混合是一种简单但可重复性高且成本低廉的技术,类似于共聚。因此,应更深入地探索 m-PBI 与高渗透性聚合物的混合,这种聚合物有可能在分子水平上与 m-PBI 结合,限制聚合物链的流动性。PBI活塞杆批发价格PBI塑料是现有工程塑料中强度较高的产品。
无机颗粒的加入:在过去的三十年里,为了不断寻找低成本、高性能且性能更好的膜,人们开发并普遍研究了混合基质膜(MMM)。混合基质膜基于固-固系统,由嵌入聚合物基质的无机分散相组成。除了提高机械强度外,MMM 还兼具无机填料的选择性和有机聚合物的易加工性。二氧化硅、分子筛、沸石、活性炭和碳纳米管是目前用作 MMM 填料的材料。特别是沸石,具有不同的化学成分、颗粒尺寸和纹理特征,是经常被研究的纳米多孔填料。然而,由于聚合物与无机物的相容性较差,这些填料通常会在 MMM 中造成空隙或缺陷,从而导致膜选择性的明显降低。沸石咪唑框架(ZIF)是一种通过分子自组装制成的金属有机框架(MOF),其中咪唑衍生物与四面体配位的阳离子(通常是锌或钴)相连接。除了具有高热稳定性外,咪唑官能团的存在还使这一类材料成为基于 PBI 的 MMM 的较佳选择,因为填料与 PBI 基质之间存在良好的连接(咪唑基团);因此,膜基质中的缺陷可以得到缓解。
2000:PBI 成为新兴燃料电池行业高温膜电极组件的 PBI 聚合物和薄膜供应商,并于 2004 年分拆出质子交换膜 (PEM) 电池业务。2005:Jerry 和 Anita Zucker夫妇拥有的InterTech Group, Inc.从塞拉尼斯公司手中收购了 PBI 业务,为其注入了新的活力,并赋予其发展和发挥全球潜力的新使命。2012:洛斯阿拉莫斯国家实验室(LANL)使用 PBI 分离膜在 250℃ 的模拟合成气中进行了为期 330 天的评估,结果表明 PBI 分离膜具有稳定的 H2/CO2 分离效果,通量和选择性均创历史新高,且性能没有下降。2016年:NASA 批准在绝缘化合物中使用 PBI,用于可重复使用且有史以来较大的固体燃料火箭发动机——太空发射系统五段助推器。以其良好的透光性,PBI 塑料可用于制造光学镜片等光学元件。
“未固化”层压板(图 9)采用高压固化,所需时间和/或温度较低,可形成牢固的层压板。DMTA 测定的 8000g mol^(-1) 活性 PBI 和 20000g mol^(-1) PBI 的未固化 Tg 值分别为 379℃ 和 378℃。8000g mol^(-1) PBl 的 tan δ 峰幅度较大,这可能是由于低分子量聚合物的链流动性较大。两种“未固化”PBl 样品在橡胶平台区后模量均有所增加,这可能是由于固化所致。8000g mol^(-1)固化层压板的tanδ峰值比20000g mol^(-1)固化PBl的tanδ峰值高8℃(Tg为461℃ 对453℃)。更高的Tg可以解释8000g mol^(-1)“活性”PBl的优异高温性能,8000g mol^(-1)PBI的tanδ峰值较小可能是由于该样品的交联密度较高。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高耐磨轴套机加工
PBI 塑料具有出色的耐高温性能,能在极高温度下保持稳定结构,应用于航空航天领域。上海PBI涡轮厂家精选
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。上海PBI涡轮厂家精选