正如它們的高 Tg（>400℃）所示，這些類型的聚合物具有非常堅(jiān)硬的結(jié)構(gòu)，可明顯抵抗二氧化碳塑化，使膜即使在高溫下也能保持分離性能。盡管具有這些優(yōu)點(diǎn)，PBI 聚合物在氣體分離方面仍面臨著一些挑戰(zhàn)，包括由于高度的鏈堆積和堅(jiān)硬的聚合物骨架以及脆性而導(dǎo)致的低 H2 滲透性，這使得用這種材料制造薄膜十分困難。聚合物混合、官能化、交聯(lián)、前體聚合物的熱重排、N 取代改性和無機(jī)顆粒的加入是克服其缺點(diǎn)的一些方法。目前，m-PBI 是獨(dú)一可在市場上買到的 PBI，因此，預(yù)計(jì)還需要更多的努力來普遍研究不同的膜改性技術(shù)，以改善其氣體傳輸特性。PBI 塑料在未來的高科技領(lǐng)域，有望發(fā)揮更普遍和重要的作用。上海PBI航空支架

?PBI材料（聚苯并咪唑）是一種高性能工程塑料，具有突出的熱穩(wěn)定性和耐化學(xué)性，普遍應(yīng)用于極端環(huán)境下的各種應(yīng)用。??基本特性：PBI是一種全芳香雜環(huán)熱塑性聚合物，具有以下主要特性：?高玻璃化轉(zhuǎn)變溫度?：PBI的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為427℃，熱降解溫度超過550℃。強(qiáng)度高?：在未填充的樹脂中，PBI具有較高的抗壓強(qiáng)度和機(jī)械性能。?耐化學(xué)性?：PBI能夠耐受多種化學(xué)物質(zhì)，包括烴類、醇類、弱酸、弱堿、硫化氫、氯化溶劑等。?耐熱性?：PBI在高溫下不會熔化，能夠在短時(shí)間內(nèi)承受高達(dá)600℃的溫度。上海PBI航空支架PBI 塑料在裝備制造中發(fā)揮重要作用，滿足特殊環(huán)境下的使用要求。

PBI聚合物的化學(xué)結(jié)構(gòu)。與其他工程物質(zhì)相比，PBI聚合物位于聚合物性能三角形的較高溫度指數(shù)的頂部。該三角形被分成兩半，左側(cè)為非晶態(tài)材料，右側(cè)為結(jié)晶或半結(jié)晶材料。相對于其他材料，PBI 的性能超過了用于解決行業(yè)較復(fù)雜挑戰(zhàn)的未填充物質(zhì)的耐熱性能。聚合物的耐熱性可以通過多種方式來實(shí)現(xiàn)。這可能包括與其他更高 Tg 的聚合物混合或通過添加填料。無定形聚合物和熱固性聚合物都可以發(fā)生共混。PBI 因其非常高的耐熱性而成為有吸引力的共混聚合物，如表中的 TGA 和其他性能所示。

PBI 中空纖維：要充分利用 PBI 的明顯特性，必須將其轉(zhuǎn)化為商業(yè)上可行的膜配置。這種膜組件的目標(biāo)是降低膜成本，較大限度地提高氣體滲透率和膜表面體積比，以獲得較小的整體碳足跡和組件尺寸，因?yàn)樗璧母邏汉透邷啬ね鈿な且粋€(gè)重要的資本成本組成部分。利用中空纖維膜（HFM）組件是一種很有前途的方法，可以在減少組件尺寸的同時(shí)明顯增加膜的有效面積。在各種膜配置中，中空纖維膜組件可提供較大的堆積密度。HFM 模塊的堆積密度高達(dá) 30,000 m2/m3。我們一直在努力研究將中空纖維的有益特性與 m-PBI 結(jié)合形成高滲透、高面積密度膜所產(chǎn)生的協(xié)同效應(yīng)。由于高頻膜通常具有非對稱結(jié)構(gòu)，而且選擇層超薄，容易產(chǎn)生缺陷。因此，在制造過程中通常需要添加填料、交聯(lián)和涂層等步驟來提高選擇性。表 4 總結(jié)了較近開發(fā)的基于 m-PBI 的 HFM 的 H2/CO2 分離性能。PBI 塑料具有出色的耐高溫性能，能在極高溫度下保持穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，應(yīng)用于航空航天領(lǐng)域。

層壓板的物理性質(zhì)層壓板的質(zhì)量由其外觀（橫截面的顯微照片）、每層厚度、密度和計(jì)算的樹脂和空隙率來判斷。以 5.10 MPa 固化的 20000g mol^(-1)“活性”PBl 為標(biāo)準(zhǔn)，Hoechst Celanese 之前報(bào)告稱，在這些條件下固化的層壓板的空隙率為 3.5%，每層厚度為 0.0135 英寸。我們的層壓板更厚，每層厚度為 0.0158 英寸，空隙率為 5.9%。我們能夠復(fù)制這些結(jié)果，并且我們隨后的彎曲性能與 Hoechst Celanese 報(bào)告的結(jié)果相當(dāng)。在驗(yàn)證了我們的控制層壓板后，我們制備了由 8000g mol^(-1) 封端和“活性”PBI 制成的層壓板。由于初始 8000g mol^(-1) 層壓板在 5.1 MPa 下固化時(shí)出現(xiàn)過多流動(dòng)，因此未在此壓力下對改性 PBI 進(jìn)行進(jìn)一步試驗(yàn)。芳基PBI在高達(dá)538℃的溫度下仍能保持穩(wěn)定。上海PBI航空支架

具有良好的生物相容性，PBI 塑料可用于生物醫(yī)學(xué)植入物的研發(fā)。上海PBI航空支架

聚苯并咪唑（PBI）的一般化學(xué)結(jié)構(gòu)。通過改變 R2，制備了四種不同的 PBI 衍生物，以研究主鏈結(jié)構(gòu)對相應(yīng)膜的 H2/CO2 分離性能的影響。與商用 m-PBI 相比，在 PBI 主鏈中加入各種笨重、柔韌和受挫的官能團(tuán)會較大程度上破壞聚合物鏈的致密堆積，較終導(dǎo)致 H2 滲透性明顯提高。然而，正如預(yù)期的那樣，H2/CO2 的選擇性也有所下降。Kumbharkar 等人利用 5-叔丁基間苯二甲酸（BuI）作為笨重的二羧酸單體來合成 Bul-PBI，結(jié)果降低了鏈的堆積密度，熱穩(wěn)定性略有下降，而溶劑溶解性卻有所提高。Bul-PBI 膜的擴(kuò)散選擇性為 37.8（高于 m-PBI），溶解選擇性為 0.15（略低于 m-PBI）。圖 6 顯示了之前報(bào)告的研究中測量的改性 PBI 基聚合物的 H2 滲透性和選擇性數(shù)據(jù)的上限圖。由此可見，在對 PBI 的骨架結(jié)構(gòu)進(jìn)行處理的同時(shí)，通常還要在氣體滲透性和選擇性之間進(jìn)行權(quán)衡。各種 PBI 衍生物的詳細(xì)列表見表 S1。上海PBI航空支架