氢是地球上较简单、较丰富的元素之一,只由一对质子和电子组成。虽然氢气被普遍用作化学原料,但原则上它只是一种储存和输送能量的介质,而不是能量的主要来源。目前,H2 主要用于石油提炼和化肥生产。然而,它的可燃性为可持续运输和公用事业部门提供了额外的用途,较终可能彻底改变这些行业。例如,以碳氢化合物为燃料的传统内燃机(ICE)会产生大量温室气体,与之相比,氢基汽车只会排放水蒸气作为副产品,这使其成为解决当前气候危机的一个有前途的方案。氢气还可用于燃料电池,产生清洁电力。因此,在不久的将来实现氢经济的愿景是非常现实的。然而,转型过程面临着许多挑战,其中较重要的挑战之一就是高效、高纯度地生产氢气,这必须由化学分离科学专业人士来解决。PBI塑料的玻璃化温度范围在234至275℃之间。PBI密封条生产厂家

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。PBI密封条生产厂家PBI塑料,即聚苯并咪唑,是当今高级别的工程塑料。

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。
随着研究深入、技术发展,聚苯并咪唑细分品种也逐渐丰富,包括聚苯并咪唑纤维、聚苯并咪唑薄膜、聚苯并咪唑粉末、聚苯并咪唑泡沫、聚苯并咪唑聚合物、聚苯并咪唑胶粘剂等,其中聚苯并咪唑薄膜、聚苯并咪唑纤维为主要品种。PBI薄膜具有良好的可溶解加工性、耐氧化稳定性、机械性,在高温燃料电池隔膜、离子交换膜、气体分离膜、纳滤膜、半导体绝缘层、污水处理等领域具有巨大应用潜力。聚苯并咪唑纤维是一种高性能纤维,具有耐高温、阻燃性好等特点,可用于制造防原子辐射的防护服、消防用防火服、飞行服、航空服及飞机减速用降落伞等。PBI塑料在高温轴套、连接器、阀座中有应用。

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。PBI塑料的市场价格相对较高,主要应用在高级市场。PBI密封条生产厂家
PBI塑料可用于制造白炽灯或荧光灯的高温接触件。PBI密封条生产厂家
将 PBI 聚合物与其他工程聚合物进行比较,了解 PBI 为何优于聚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺和聚酮。CELAZOLE® U系列:主要用于生产在极端高温环境下使用的压缩成型部件。CELAZOLE® T系列:专为注塑成型和挤出成型设计,适用于需要强度高、热稳定性、耐化学性和耐磨性的应用。CELAZOLE® 涂层:适用于中空纤维膜、铸膜或涂层应用的解决方案,具有耐高温保护功能。具有优异的聚合物强度和热稳定性Celazole® U系列产品可用于一些较恶劣的环境——从油田到航空航天再到半导体应用。PBI密封条生产厂家