本綜述試圖及時(shí)匯編所有這些信息,以全方面介紹 PBI 膜作為 H2/CO2 分離技術(shù)的當(dāng)前可行性。H2/CO2 分離機(jī)制:氣體分子通過致密聚合物膜的傳輸是通過溶液擴(kuò)散模型來描述的(圖 2d)。根據(jù)該機(jī)制,滲透氣體在進(jìn)料端溶解到膜中,擴(kuò)散穿過膜,并在滲透端回收。滲透性被定義為溶解性和擴(kuò)散性的乘積;因此,分離 H2 和 CO2 的選擇性 αH2/CO2 分別表示為 H2 和 CO2 滲透性(PH2 和 PCO2)的比率。其中 DH2/DCO2 表示擴(kuò)散選擇性,αH2/CO2D 和 SH2/SCO2 表示溶解選擇性 αH2/CO2S。因此,擴(kuò)散性和溶解選擇性的組合決定了總體選擇性。芳基PBI在高達(dá)538℃的溫度下仍能保持穩(wěn)定。上海PBI精密齒輪參考價(jià)
PBI 合成:配備N? 入口、攪拌器和冷凝器連接到鼓泡器,收集瓶中裝有 30.00g 四氨基聯(lián)苯和 44.58g 二苯間苯二甲酸酯(將計(jì)算量的苯甲酸苯酯添加到初始混合物中以獲得所需的分子量)。攪拌固體,并用 N? 吹掃系統(tǒng) 15 分鐘,將系統(tǒng)加熱至 270℃持續(xù) 1.5 小時(shí)。在 180℃ 下觀察到固體熔化。當(dāng)溫度達(dá)到 210℃時(shí)停止攪拌(1300revmin^(?1)),在 265℃下觀察到頭一股副產(chǎn)物流,共收集到 21,63g 水和苯酚,在 270℃下 5 分鐘后觀察到反應(yīng)瓶內(nèi)容物起泡。收集到 43.9g 0.15 IV 聚合物。上海PBI精密齒輪參考價(jià)PBI 塑料的良好加工性能,使其能被加工成各種復(fù)雜形狀的產(chǎn)品。
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應(yīng)用領(lǐng)域:PBI材料因其出色的性能,在多個(gè)領(lǐng)域有普遍應(yīng)用:航空航天?:PBI用于制造防護(hù)密封、熱和機(jī)械絕緣體以及飛機(jī)的鼻錐等部件。消防?:PBI用于消防員防護(hù)服、高溫手套和宇航員飛行服。?能源?:PBI材料在燃料電池膜應(yīng)用中展現(xiàn)出良好的前景。工業(yè)應(yīng)用?:PBI用于制造耐高溫涂層、溶液和粉末,適用于電子、航空航天和工業(yè)需求。制備工藝:PBI可以通過縮聚反應(yīng)制備,通常使用四氨基聯(lián)苯與間苯二甲酸二苯酯作為原料。合成過程分為兩個(gè)階段,均在惰性氣氛中進(jìn)行,生成高分子量的聚合物。PBI纖維可以通過干紡法制備,溶液中添加少量氯化鋰可以延長保質(zhì)期。此外,PBI粉末可用于壓縮成型,顆粒形式則用于注塑和擠出。PBI塑料可用于制造白熾燈或熒光燈的高溫接觸件。
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)。具備良好的電氣絕緣性,PBI 塑料普遍應(yīng)用于電子電器行業(yè),保障電路安全穩(wěn)定。上海PBI精密齒輪參考價(jià)
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精密齒輪參考價(jià)
預(yù)浸料加工性能的改善已經(jīng)是顯而易見的,因?yàn)檩^低的溶液 IV 決定了預(yù)浸料的生產(chǎn)具有較低的 DMAc 含量,因此在固化周期中需要去除的溶劑更少。從生產(chǎn)的層壓材料來看,有證據(jù)表明 8000g mol^(-1) 聚合物的流動(dòng)性有所增加。從質(zhì)量上講,8000g mol^(-1) 封端聚合物的流量較大。這種增加的流量轉(zhuǎn)化為在較低壓力下減少的空隙和改進(jìn)的固結(jié),盡管 8000g mol 封端聚合物的空隙率較低,但其彎曲性能較差,此外,這些層壓板表現(xiàn)出微裂紋,這不能歸因于低樹脂含量,而 20000g mol^(-1) PBl 在 6,89 MPa 下固化的情況就是如此。上海PBI精密齒輪參考價(jià)