PBI 衍生物:眾所周知,對(duì)聚合物骨架進(jìn)行系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)改性,既可限制鏈的堆積,又可抑制鏈的流動(dòng)性,從而提高滲透性,同時(shí)保持或提高氣體分離膜的選擇性。圖 5 描述了 PBI 的一般結(jié)構(gòu),其中 R1 可以是直接鍵、砜、醚或任何其他連接鍵。R2 可以是烷基或芳基官能團(tuán);R3 通常只是氫,也可用于 PBI 交聯(lián)。要改變 PBI 的骨架結(jié)構(gòu),進(jìn)而改變其氣體傳輸特性,較簡(jiǎn)單的方法可能是操縱二羧酸(圖 5,R2;圖 4,R)。值得注意的是,目前市場(chǎng)上只有的一種聚苯并咪唑是聚 2,2′-(間苯二酚)-5,5′-聯(lián)苯并咪唑,又稱間苯并咪唑(m-PBI)。PBI塑料在900℃的高溫下失重只為30%。江蘇PBI棒現(xiàn)貨直發(fā)
相比之下,膜法 H2/CO2 分離工藝只需施加跨膜壓力即可運(yùn)行,不涉及任何相變或吸附劑再生,因此能以比傳統(tǒng)方法低得多的能耗進(jìn)行分離。除了能耗低之外,膜分離技術(shù)還具有碳足跡小、維護(hù)簡(jiǎn)單、可連續(xù)運(yùn)行和設(shè)計(jì)靈活等優(yōu)點(diǎn),使其成為較有前途和可持續(xù)的 H2 凈化技術(shù)。然而,制造在所需的嚴(yán)格操作條件下穩(wěn)定的高滲透性和 H2 選擇性膜是一項(xiàng)挑戰(zhàn)。例如,雖然鈀膜對(duì) H2 有極高的選擇性,而且如果做得足夠薄,還能獲得高 H2 通量,但一般來(lái)說(shuō),它們的機(jī)械性能并不穩(wěn)定。在包括無(wú)機(jī)物、金屬和多孔碳在內(nèi)的多種膜合成材料中,聚合物因其溶液加工的簡(jiǎn)便性以及成本、性能和化學(xué)性質(zhì)的良好平衡而成為較發(fā)達(dá)和商業(yè)上較可行的選擇。北京PBI部品PBI 塑料可用于制造 3D 打印材料,滿足復(fù)雜結(jié)構(gòu)零件的制造需求。
PBI涂層表征方法:涂層附著力和劃痕試驗(yàn):使用交叉切割試驗(yàn)確定涂層與基材分離的阻力。使用工具在涂層表面切割出直角格子圖案,一直穿透到基材。使用劃痕機(jī)研究涂層的耐刮擦性。為了研究“臨界載荷”,對(duì)每個(gè)涂層系統(tǒng)進(jìn)行了至少 3 次劃痕試驗(yàn),速度為 1 mm/s,載荷從 0.5 增加到 100 N,劃痕距離為 15 mm(圖 1)?;瑒?dòng)磨損試驗(yàn):根據(jù) ASTM G176試驗(yàn)臺(tái),在塊環(huán)上進(jìn)行滑動(dòng)摩擦和磨損試驗(yàn)(圖 2)。將固定涂層壓在旋轉(zhuǎn)的金屬環(huán)上。使用的對(duì)應(yīng)物是 100 個(gè) Cr6 鋼環(huán),外徑為 13 mm,平均表面粗糙度為 Ra≈ 0.2 μm。測(cè)試在室溫下的干滑動(dòng)條件下進(jìn)行,參數(shù)如下:標(biāo)稱初始接觸壓力 = 0.5 MPa、滑動(dòng)速度 = 1 m/s、測(cè)試時(shí)間 = 2 h。磨損量通過(guò)白光顯微鏡測(cè)量。
在 m-PBI 基質(zhì)中加入無(wú)機(jī)填料是克服過(guò)選擇性權(quán)衡的一種簡(jiǎn)單但非常有益的方法。然而,目前較先進(jìn)的 PBI MMM 主要是基于 ZIF 的填料,因?yàn)樗鼈兣c PBI 的咪唑官能團(tuán)有很好的聯(lián)系。必須更加關(guān)注新型填料的確定和功能化,如具有出色 H2/CO2 分離特性的共價(jià)有機(jī)框架,以提高它們與 PBI 的兼容性,從而提高其分離性能。強(qiáng)度損失:較后,吸水性會(huì)影響強(qiáng)度。在極端情況下,當(dāng)水/蒸汽完全飽和時(shí),PBI 的強(qiáng)度損失可達(dá) 45%。表 3 和表 4 說(shuō)明了這一點(diǎn)。相反,如果部件吸水飽和,然后進(jìn)行干燥,其強(qiáng)度、模量、伸長(zhǎng)率和硬度將恢復(fù)到原始值。PBI塑料的熔點(diǎn)較高,加工制造具有挑戰(zhàn)性。
根據(jù)膜孔徑的大小,多孔膜中的氣體傳輸可分為三種不同的狀態(tài)(圖 2a-c)。當(dāng)孔徑相對(duì)較大(0.1-10 微米)時(shí),氣體混合物通過(guò)對(duì)流穿過(guò)膜,不發(fā)生分離。當(dāng)孔徑小于 0.1 微米時(shí),由于其與氣體的動(dòng)力學(xué)直徑相似,因此傳輸是通過(guò)克努森擴(kuò)散來(lái)描述的。當(dāng)孔徑在 0.5 至 1 納米之間時(shí),會(huì)根據(jù)分子大小產(chǎn)生相對(duì)分離。膜制備:致密膜通常采用溶液澆鑄法生產(chǎn)(圖 3a),將聚合物和任何添加劑溶解在適當(dāng)?shù)娜軇┲?,然后澆鑄在玻璃板上,并放入溫度較低的(真空)烘箱中,逐漸去除溶劑。一旦大部分溶劑被去除并形成致密膜,溫度會(huì)進(jìn)一步升高到溶劑沸點(diǎn)以上,以確保完全去除殘留在膜中的任何溶劑。因此,致密膜通常很厚且對(duì)稱。PBI塑料在燈泡接觸件制造中有出色表現(xiàn)。四川PBI星輪片
以其良好的吸音性能,PBI 塑料可用于制造隔音材料,降低噪音污染。江蘇PBI棒現(xiàn)貨直發(fā)
近幾十年來(lái),氫氣作為一種高質(zhì)量的可再生能源載體,在全球范圍內(nèi)重新獲得了越來(lái)越多的關(guān)注,這主要是由于燃料電池的進(jìn)步以及人們對(duì)環(huán)境問(wèn)題的日益關(guān)注。目前,化石資源的蒸汽轉(zhuǎn)化是生產(chǎn) H2 的主要途徑。但這一工藝的缺點(diǎn)是會(huì)產(chǎn)生大量溫室氣體,包括作為副產(chǎn)品的二氧化碳。在過(guò)去的幾十年里,膜分離技術(shù)有了長(zhǎng)足的發(fā)展、突破和進(jìn)步,可以成為實(shí)現(xiàn)廉價(jià)和高純度 H2 的關(guān)鍵組成部分。然而,只有少數(shù)膜材料能夠承受通過(guò)蒸汽轉(zhuǎn)化生產(chǎn) H2 的苛刻條件?;诰郾讲⑦溥颍≒BI)的膜顯示出突出的化學(xué)、熱和機(jī)械穩(wěn)定性,以及高內(nèi)在 H2/CO2 選擇性。本綜述旨在概述基于 PBI 的結(jié)構(gòu)改性、交聯(lián)、混合基質(zhì)和中空纖維膜的較新發(fā)展,以開(kāi)發(fā)適用于工業(yè)的 H2 選擇性膜。江蘇PBI棒現(xiàn)貨直發(fā)