目前,化石燃料是通過蒸汽轉(zhuǎn)化生產(chǎn) H2 的主要來源(圖 1)。但這一工藝的缺點(diǎn)是會(huì)產(chǎn)生大量溫室氣體,包括副產(chǎn)品二氧化碳。根據(jù)原料的質(zhì)量,每生產(chǎn)一噸 H2 會(huì)產(chǎn)生 9-12 噸 CO2。從二氧化碳中分離出 H2 在熱力學(xué)上是非自發(fā)的,沒有外部能源的輸入是不可能實(shí)現(xiàn)的。因此,開發(fā)高效的 H2 和 CO2 分離技術(shù)對(duì)于生產(chǎn)高純度和廉價(jià)的 H2 至關(guān)重要。通常,二氧化碳是通過低溫蒸餾或變壓吸附工藝分離出來的。在低溫蒸餾過程中,氣體被冷卻到非常低的溫度,從而使二氧化碳液化并分離出來。另一方面,變壓吸附法的工作原理是:在高壓下,氣體傾向于吸附在固體上,當(dāng)壓力降低時(shí),氣體被解吸。由于 H2 的吸附率不同于 CO2,因此 H2 可以被凈化。雖然這些方法通常能得到高純度的 H2,但它們需要消耗大量能源(需要非常高或非常低的溫度),而且涉及復(fù)雜的操作和維護(hù)。PBI 塑料在船舶制造中用于制造關(guān)鍵部件,提高船舶的耐用性和性能。PBI密封圈市價(jià)
交聯(lián):通過增強(qiáng)鏈剛度和減少自由體積,交聯(lián)可以改變聚合物的納米結(jié)構(gòu),提高其尺寸吸收能力,而不會(huì)明顯影響 H2 的滲透性,尤其是在高溫條件下。在溫和條件下將 m-PBI 薄膜浸泡在對(duì)苯二甲酰氯溶液中不同時(shí)間,以獲得不同程度的交聯(lián),從而開發(fā)出多種交聯(lián)膜(圖 9a)。在略微降低 H2 滲透性的同時(shí),交聯(lián)改性降低了 CO2 吸附性,從而較大程度上提高了 H2/CO2 選擇性(a)對(duì)苯二甲酰氯交聯(lián) m-PBI 的擬議反應(yīng)機(jī)理。(b) m-PBI 和使用對(duì)苯二甲酰氯交聯(lián) 6 小時(shí)(XLPBI-6H)的 m-PBI 在不同溫度下的 H2/CO2 分離性能;數(shù)據(jù)點(diǎn)從左到右依次為 35、100、150 和 200℃。(c) PBI-H3PO4 復(fù)合物的擬議質(zhì)子轉(zhuǎn)移和氫鍵。采用類似的方法,以 1,3,5-三(溴甲基)苯為交聯(lián)劑,對(duì) m-PBI 薄膜進(jìn)行化學(xué)交聯(lián)。膜交聯(lián)了 24 小時(shí),通過改變交聯(lián)劑的濃度實(shí)現(xiàn)了不同程度的交聯(lián)。研究發(fā)現(xiàn),增加交聯(lián)度會(huì)降低自由體積,從而明顯降低二氧化碳的溶解度和擴(kuò)散度,而 H2 的滲透率只略有下降。安徽PBI星輪片PBI塑料長期耐高溫工作溫度可達(dá)310度。
控制 PBI 零件中的水分:為確保加工零件的配合和性能,毛坯和成品零件應(yīng)存放在干燥的環(huán)境中。毛坯和成品零件都應(yīng)包裝在防潮包裝中。如果零件吸附了大量的水分,在高溫或真空環(huán)境下使用時(shí)可能會(huì)產(chǎn)生震蕩,則應(yīng)考慮在使用或重復(fù)使用前對(duì)材料進(jìn)行干燥處理。將 Celazole 部件放在相對(duì)濕度較低的環(huán)境中進(jìn)行干燥。為了快速安全地干燥零件,可在 150 攝氏度的真空烘箱中進(jìn)行干燥。如果沒有真空烘箱,也可使用 200 攝氏度的干熱烘箱。為了達(dá)到較佳效果,應(yīng)始終將零件放在環(huán)境溫度下的烘箱中,并按以下規(guī)定進(jìn)行烘箱加熱和冷卻。
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(duì)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(huì)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(duì) 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。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。
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(bào)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塑料常用于制造飛機(jī)零部件和衛(wèi)星部件。江蘇PBI高溫密封圈價(jià)位
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。PBI密封圈市價(jià)
PBI涂料:PBI 聚合物涂層適用于各種基材,以提供免受侵蝕性條件的保護(hù)。PBI 溶液采用室溫澆鑄方法,然后進(jìn)行固化。溶液由溶解在有機(jī)溶劑中的 PBI 聚合物組成。涂覆涂層,然后在快速后固化過程中蒸發(fā)。眾所周知,觀察到的涂層特性并不總是表示特定物質(zhì)的整體特性。對(duì)于幾微米或更小的薄涂層尤其如此,其中基材的化學(xué)性質(zhì)可能反映在較終材料中。然而,可以制備用作保護(hù)屏障的薄涂層。用 PBI 生產(chǎn)的涂層具有高耐熱性,并能免受熱、濕氣和化學(xué)品的影響。PBI 也已被證明可用于高真空等離子室,尤其能抵抗氧化和熱侵蝕條件。PBI 涂層以及與其他聚合物的組合已被證明可以減少鋼上的摩擦。以平坦化方式涂覆的涂層將降低粗糙度的 Rq 值和摩擦系數(shù) (COF)。PBI密封圈市價(jià)