PBI 衍生物:众所周知,对聚合物骨架进行系统的结构改性,既可限制链的堆积,又可抑制链的流动性,从而提高渗透性,同时保持或提高气体分离膜的选择性。图 5 描述了 PBI 的一般结构,其中 R1 可以是直接键、砜、醚或任何其他连接键。R2 可以是烷基或芳基官能团;R3 通常只是氢,也可用于 PBI 交联。要改变 PBI 的骨架结构,进而改变其气体传输特性,较简单的方法可能是操纵二羧酸(图 5,R2;图 4,R)。值得注意的是,目前市场上只有的一种聚苯并咪唑是聚 2,2′-(间苯二酚)-5,5′-联苯并咪唑,又称间苯并咪唑(m-PBI)。PBI 塑料的耐辐射性能突出,适用于核工业等对辐射防护要求高的领域。PBI医疗接头市场价格
在 m-PBI 基质中加入无机填料是克服过选择性权衡的一种简单但非常有益的方法。然而,目前较先进的 PBI MMM 主要是基于 ZIF 的填料,因为它们与 PBI 的咪唑官能团有很好的联系。必须更加关注新型填料的确定和功能化,如具有出色 H2/CO2 分离特性的共价有机框架,以提高它们与 PBI 的兼容性,从而提高其分离性能。强度损失:较后,吸水性会影响强度。在极端情况下,当水/蒸汽完全饱和时,PBI 的强度损失可达 45%。表 3 和表 4 说明了这一点。相反,如果部件吸水饱和,然后进行干燥,其强度、模量、伸长率和硬度将恢复到原始值。PBI医疗接头市场价格PBI塑料的瞬间耐受温度高达760度。
尺寸变化:吸附在 PBI 中的水分会暂时改变部件的尺寸。这种暂时性变化在 PBI 干燥后是可逆的。表 2 说明了吸附水分对部件尺寸的影响。由于零件的几何形状千差万别,此表只能作为一个参考。还需注意的是,如果某种形状尚未达到与周围环境的湿度平衡,由于湿度扩散速度较慢,零件中会出现湿度梯度,表面可能比芯部更湿或更干。在这种情况下,从毛坯形状加工零件可能会导致翘曲或厚度变化。因此,在加工之前,请务必按照本文件后面的说明对形状进行适当干燥。
正如它们的高 Tg(>400℃)所示,这些类型的聚合物具有非常坚硬的结构,可明显抵抗二氧化碳塑化,使膜即使在高温下也能保持分离性能。尽管具有这些优点,PBI 聚合物在气体分离方面仍面临着一些挑战,包括由于高度的链堆积和坚硬的聚合物骨架以及脆性而导致的低 H2 渗透性,这使得用这种材料制造薄膜十分困难。聚合物混合、官能化、交联、前体聚合物的热重排、N 取代改性和无机颗粒的加入是克服其缺点的一些方法。目前,m-PBI 是独一可在市场上买到的 PBI,因此,预计还需要更多的努力来普遍研究不同的膜改性技术,以改善其气体传输特性。PBI 塑料可制成纤维,用于制作防护服装,提供强度高防护。
扩散系数通常受聚合物分子结构的影响,聚合物分子结构允许特定气体分子根据其大小优先通过,这些大小通常用其动力学直径表示。H2 和 CO2 的动力学直径分别为 0.289 纳米和 0.33 纳米,这意味着 H2 的扩散速率通常较高。另一方面,CO2 的溶解度比 H2 高,因为它具有更高的冷凝性,临界温度 (Tc) 就表明了这一点:Tc,CO2 = 304 K,Tc,H2 = 33 K。由于 H2 的动力学直径比 CO2 小,冷凝性比 CO2 低,因此聚合物通常具有良好的 H2/CO2 扩散选择性,但溶解性选择性较差。具有良好的生物相容性,PBI 塑料可用于生物医学植入物的研发。PBI医疗接头市场价格
在食品包装行业,PBI 塑料因其安全性和稳定性,有潜在的应用前景。PBI医疗接头市场价格
目前,化石燃料是通过蒸汽转化生产 H2 的主要来源(图 1)。但这一工艺的缺点是会产生大量温室气体,包括副产品二氧化碳。根据原料的质量,每生产一吨 H2 会产生 9-12 吨 CO2。从二氧化碳中分离出 H2 在热力学上是非自发的,没有外部能源的输入是不可能实现的。因此,开发高效的 H2 和 CO2 分离技术对于生产高纯度和廉价的 H2 至关重要。通常,二氧化碳是通过低温蒸馏或变压吸附工艺分离出来的。在低温蒸馏过程中,气体被冷却到非常低的温度,从而使二氧化碳液化并分离出来。另一方面,变压吸附法的工作原理是:在高压下,气体倾向于吸附在固体上,当压力降低时,气体被解吸。由于 H2 的吸附率不同于 CO2,因此 H2 可以被净化。虽然这些方法通常能得到高纯度的 H2,但它们需要消耗大量能源(需要非常高或非常低的温度),而且涉及复杂的操作和维护。PBI医疗接头市场价格