聚苯并咪唑(PBI)制備方法分為溶液法、熔融法,其中熔融法包括高溫溶液縮聚法、低溫溶液縮聚法、熔融縮聚法等。熔融縮聚法是3,3′-二氨基聯(lián)苯、間苯二甲酸二苯酯在加熱條件下進(jìn)行熔融縮聚反應(yīng),再經(jīng)脫水環(huán)化反應(yīng)制得聚苯并咪唑成品。根據(jù)新思界產(chǎn)業(yè)研究中心發(fā)布的《2024-2029年聚苯并咪唑(PBI)行業(yè)市場深度調(diào)研及投資前景預(yù)測分析報告》顯示,2023年,全球聚苯并咪唑市場規(guī)模在2.6億美元左右。全球聚苯并咪唑產(chǎn)能主要集中在美國、德國、日本、中國等地區(qū),相關(guān)企業(yè)有美國塞拉尼斯、美國PBI Performance Products, Inc.(美國PBI公司)、德國贏創(chuàng)、德國巴斯夫、印度Gharda Chemicals、法國Nature Plast等。PBI 塑料在電子封裝領(lǐng)域發(fā)揮重要作用,有效保護(hù)電子元件。上海PBI葉輪廠商
PBI純樹脂特性:改性 PBI 聚合物的詳細(xì)熱學(xué)和流變學(xué)特性已發(fā)表,并在第 36 屆國際 SAMPE 研討會上進(jìn)行了介紹。熱分析通過差示掃描量熱法 (onset) 測定了 PBl 樣品的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度,如表 1 所示。分子量較低的 PBI 樣品的 Tg 值略低,在 411℃-416℃范圍內(nèi),而標(biāo)準(zhǔn)聚合物的 Tg 為 425℃,在氮氣和空氣中對所有 PBI 樣品進(jìn)行熱重分析 (10℃ min^(-1)),結(jié)果顯示重量損失曲線相似。與標(biāo)準(zhǔn)PBl一致,所有樣品在空氣中失重100%,在氮氣中總失重25.3%-26.3%,前面10%累計失重溫度為375.9℃-428.6℃(表 1)。江蘇PBI蝸殼生產(chǎn)廠家PBI 塑料在石油化工管道中應(yīng)用,可抵抗腐蝕和高溫,保障管道安全。
在 m-PBI 基質(zhì)中加入無機(jī)填料是克服過選擇性權(quán)衡的一種簡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,因為它們與 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。強度損失:較后,吸水性會影響強度。在極端情況下,當(dāng)水/蒸汽完全飽和時,PBI 的強度損失可達(dá) 45%。表 3 和表 4 說明了這一點。相反,如果部件吸水飽和,然后進(jìn)行干燥,其強度、模量、伸長率和硬度將恢復(fù)到原始值。
PBI 可以牢固地粘附在鋼、不銹鋼、鋁、銅、鎳鉻、玻璃、陶瓷和塑料上。PBI 涂層具有很強的耐熱性和耐化學(xué)性。PBI 將提供電絕緣和耐磨性。PBI溶液可制成單獨薄膜和微孔中空纖維膜,用于PEM電池、超濾、納濾、氣體分離、有機(jī)化學(xué)滲透汽化脫水以及正向和反向滲透。水對 PBI 的影響:暴露在潮濕環(huán)境中的無約束 PBI 試樣會吸附水分(有約束則不會)。在許多情況下,吸附水分的影響很小,使用時也不會被注意到;但在某些情況下,吸附水分是一個必須考慮的因素。用戶應(yīng)注意濕氣對 PBI 部件物理性能的三種不利影響:尺寸變化、開裂/起泡和強度下降。PBI塑料的原料具有一定的毒性,需嚴(yán)格安全措施。
2000:PBI 成為新興燃料電池行業(yè)高溫膜電極組件的 PBI 聚合物和薄膜供應(yīng)商,并于 2004 年分拆出質(zhì)子交換膜 (PEM) 電池業(yè)務(wù)。2005:Jerry 和 Anita Zucker夫婦擁有的InterTech Group, Inc.從塞拉尼斯公司手中收購了 PBI 業(yè)務(wù),為其注入了新的活力,并賦予其發(fā)展和發(fā)揮全球潛力的新使命。2012:洛斯阿拉莫斯國家實驗室(LANL)使用 PBI 分離膜在 250℃ 的模擬合成氣中進(jìn)行了為期 330 天的評估,結(jié)果表明 PBI 分離膜具有穩(wěn)定的 H2/CO2 分離效果,通量和選擇性均創(chuàng)歷史新高,且性能沒有下降。2016年:NASA 批準(zhǔn)在絕緣化合物中使用 PBI,用于可重復(fù)使用且有史以來較大的固體燃料火箭發(fā)動機(jī)——太空發(fā)射系統(tǒng)五段助推器。PBI塑料的強度是PI產(chǎn)品的兩倍。上海PBI葉輪廠商
PBI 塑料可用于制造精密模具,保證模具的精度和使用壽命。上海PBI葉輪廠商
盡管用于 H2/CO2 分離的聚合物基膜具有諸多優(yōu)點,但其在工業(yè)應(yīng)用中的發(fā)展也面臨著一些挑戰(zhàn),其中較重要的是塑化和高溫下的低穩(wěn)定性。玻璃聚合物具有剛性,因此可抗塑化并在高溫下保持穩(wěn)定,是合適的選擇。有人建議使用聚苯并咪唑(PBI)進(jìn)行 H2/CO2 分離,這是一種符合上述要求的特種聚合物。它在高溫下(玻璃轉(zhuǎn)化溫度,Tg = 425-435℃)穩(wěn)定,具有較高的 H2/CO2 本征選擇性,并且由于具有高硬度結(jié)構(gòu)和致密的鏈包裝,預(yù)計可以承受塑化。然而,氣體分子通過 PBI 的傳輸速率非常緩慢,這也是由于它具有使其更耐塑化的相同特性。改善其滲透性的方法包括與滲透性更強的聚合物混合、改變其化學(xué)結(jié)構(gòu)以及在聚合物基體中添加填料。上海PBI葉輪廠商