PBI热分析。流变学成型温度被选定为形成良好固结盘所需的较低温度,图 2 显示了在 400℃-480℃温度范围内收集的各种 PBl 聚合物的数据,在标准 PBl 和 8000g mol^(-1) PBl 中均观察到起泡现象,这是它们作为“活性聚合物”的结果。在 400'C 以下收集的数据反映了夹具和样品之间相当大的滑动程度,因此不包括在内。8000g mol^(-1) 活性聚合物和 8000g mol^(-1) 和 12000g mol^(-1) 封端聚合物显示出预期的随温度升高而降低的粘度。'标准'PBI 表现出的明显起泡导致夹具和样品之间滑动,这可能是在较低温度下记录的粘度数据异常低的原因,在近似分子量为 20000g mol^(-1) 时,标准 PBI 的动态粘度应明显高于 12000g mol^(-1) 封端聚合物。PBI塑料的生产过程中可能涉及有毒原料。江苏PBI活塞杆
聚苯并咪唑(简称PBI),是一类以苯并咪唑基团作为结构重复单元的杂环聚合物。聚苯并咪唑不溶于水,溶于强极性溶剂,具有耐高温、耐腐蚀、抗辐射、电绝缘性好、强度高、热膨胀系数低、强度高等特点。聚苯并咪唑为超高性能工程塑料,在消防、半导体、电子、航空航天、石油化工、纺织服装、燃料电池等领域应用前景广阔。聚苯并咪唑性能优异,自研发问世以来便备受关注,但由于加工难度大、工艺复杂、价格较高,聚苯并咪唑应用受到了一定限制。江苏PBI蜗壳供应商PBI塑料是现有工程塑料中强度较高的产品。
交联:通过增强链刚度和减少自由体积,交联可以改变聚合物的纳米结构,提高其尺寸吸收能力,而不会明显影响 H2 的渗透性,尤其是在高温条件下。在温和条件下将 m-PBI 薄膜浸泡在对苯二甲酰氯溶液中不同时间,以获得不同程度的交联,从而开发出多种交联膜(图 9a)。在略微降低 H2 渗透性的同时,交联改性降低了 CO2 吸附性,从而较大程度上提高了 H2/CO2 选择性(a)对苯二甲酰氯交联 m-PBI 的拟议反应机理。(b) m-PBI 和使用对苯二甲酰氯交联 6 小时(XLPBI-6H)的 m-PBI 在不同温度下的 H2/CO2 分离性能;数据点从左到右依次为 35、100、150 和 200℃。(c) PBI-H3PO4 复合物的拟议质子转移和氢键。采用类似的方法,以 1,3,5-三(溴甲基)苯为交联剂,对 m-PBI 薄膜进行化学交联。膜交联了 24 小时,通过改变交联剂的浓度实现了不同程度的交联。研究发现,增加交联度会降低自由体积,从而明显降低二氧化碳的溶解度和扩散度,而 H2 的渗透率只略有下降。
预浸料加工评估:基于热分析和动态粘度数据,预浸料由“活性”和封端的 8000g mol^(-1) PBl 聚合物和“标准”PBl 制成,作为对照,在由 Hercules AS-4 3K 无上浆碳纤维编织的 Techniweave 5HS 织物(面积重量 364g m^(-2))上,与预浸料 PBl 的典型情况一样,使用 DMAc 中的 45% 树脂固体溶液,8000g mol- 溶液的特性粘度非常低(0.15-0.17 dl g^(-1):而标准聚合物的特性粘度为 0.20-0.25 dl g^(-1)),导致预浸料具有过度粘性,更高的固体含量将缓解此问题并改善 PBI 的加工性能预浸料,因为在层压板固结和固化过程中需要除去的挥发性物质较少。PBI塑料的玻璃化温度范围在234至275℃之间。
可以使用酸掺杂作为一种交联方法来增强 m-PBI 膜的尺寸筛分能力。研究人员特别使用 H3PO4 和 H2SO4 作为聚丙烯酸来交联 m-PBI 薄膜(图 9c)。通过改变交联溶液中 0.05 至 1.0 wt% 的酸浓度,可获得不同的掺杂水平。交联膜在 200 ℃ 下仍很稳定,在 150 ℃ 下的 H2/CO2 选择性高达 140,令人印象深刻。他们还进一步测试了膜的耐久性,结果表明膜在高温下可稳定运行 120 小时。同一研究小组的 Hu 等人建议使用草酸(OA)和反式乌头酸(TaA)进行 m-PBI 交联。他们发现,酸掺杂对气体溶解度的影响并不明显,而且主要通过提高扩散选择性来改善 H2/CO2 分离性能。表 2 总结了文献中报道的交联 m-PBI 膜的性能。PBI塑料的强度是PI产品的两倍。江苏PBI活塞杆
PBI塑料被国际消防员协会认可为高耐热材料。江苏PBI活塞杆
虽然已经证明8000g mol^(-1)PBI可以在低至2.07 MPa的压力下加工,产生与对照相同的机械性能,但固化周期尚未优化,计划在此方面开展进一步的工作。此外,如果我们现在考虑 PBI 作为热固性聚合物,那么应该可以进一步降低分子量以增强加工性能,而不会对机械性能产生任何有害影响。但是,应该注意的是,存在一个下限,随着分子量的降低,固化周期中释放出的缩合挥发物的百分比将会增加,而且,更高的交联密度会降低 PBI 的断裂韧性。该领域的持续研究将探索较低分子量的 PBl(在 6000g mol^(-1) 范围内),以及在 8000g mol^(-1)“活性”PBI 上产生更多的机械性能。江苏PBI活塞杆