目前,化石燃料是通過(guò)蒸汽轉(zhuǎn)化生產(chǎn) H2 的主要來(lái)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(méi)有外部能源的輸入是不可能實(shí)現(xiàn)的。因此,開(kāi)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(guò)低溫蒸餾或變壓吸附工藝分離出來(lái)的。在低溫蒸餾過(guò)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(lái)。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500度高溫下仍能連續(xù)工作數(shù)小時(shí)。上海PBI產(chǎn)品尺寸
PBI 和吸濕 - 基本原理:PBI 的吸水率與當(dāng)時(shí)的水分壓(即相對(duì)濕度百分比)成正比,其平衡飽和度隨相對(duì)濕度百分比的變化而變化,符合亨利定律。相對(duì)濕度為 30% 時(shí),平衡飽和度約為 4.5%;相對(duì)濕度為 50% 時(shí),平衡飽和度約為 7%。在 80%R.H. 及以上時(shí),平衡飽和度達(dá)到較大值 11.7%。吸附能力不受溫度影響,除非溫度影響到相對(duì)濕度的百分比。在許多情況下,如果管理得當(dāng),這些不良影響是可以消除或減輕的。本指南就是為此目的而設(shè)計(jì)的。研究人員還應(yīng)考慮采用化學(xué)交聯(lián)步驟,以同時(shí)提高混合膜的 H2 滲透性和選擇性,尤其是在高溫條件下。江蘇PBI星輪片機(jī)加工以其良好的吸音性能,PBI 塑料可用于制造隔音材料,降低噪音污染。
復(fù)合材料制造背景:Bennet Ward 博士在第 34 屆國(guó)際 SAMPE 研討會(huì)上介紹了具有連續(xù)纖維增強(qiáng)的 PBl 基質(zhì)復(fù)合材料的初步加工概況。該路線(xiàn)使用粘性、富含溶劑的 PBl 預(yù)浸料原料,以便于制造復(fù)雜形狀,在預(yù)浸料旁邊放置一層 CelgardTm 微孔聚丙烯滲料控制層,以控制溶劑輔助、低粘度樹(shù)脂的流動(dòng),標(biāo)準(zhǔn)壓縮成型工藝參數(shù)包括:升溫速率 5℃ min^(?1)壓板壓力 5.10 MPa(740 psi)壓力施加溫度 420℃固結(jié)保持溫度 475℃預(yù)浸料聚合物樹(shù)脂含量 40%Brown 和 Schmitt 完成了一項(xiàng) PBI 復(fù)合材料固化優(yōu)化任務(wù),其中優(yōu)化了較重要的工藝變量。他們的工作確定了一些非常有利的效果,這些效果是由提高成型壓力施加溫度和降低熱熔升溫速率產(chǎn)生的。這些改進(jìn)將復(fù)合材料空隙率降低了 50%,并作為本研究的基準(zhǔn)加工條件。
PBI聚合物的化學(xué)結(jié)構(gòu)。與其他工程物質(zhì)相比,PBI聚合物位于聚合物性能三角形的較高溫度指數(shù)的頂部。該三角形被分成兩半,左側(cè)為非晶態(tài)材料,右側(cè)為結(jié)晶或半結(jié)晶材料。相對(duì)于其他材料,PBI 的性能超過(guò)了用于解決行業(yè)較復(fù)雜挑戰(zhàn)的未填充物質(zhì)的耐熱性能。聚合物的耐熱性可以通過(guò)多種方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。這可能包括與其他更高 Tg 的聚合物混合或通過(guò)添加填料。無(wú)定形聚合物和熱固性聚合物都可以發(fā)生共混。PBI 因其非常高的耐熱性而成為有吸引力的共混聚合物,如表中的 TGA 和其他性能所示。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。
PBI聚合物混合:許多研究表明,氣體分離膜的聚合物混合方法可為混合膜提供有趣的特性。聚合物混合不僅能協(xié)同結(jié)合聚合物的傳輸特性,較大限度地提高氣體滲透性和選擇性,還能提供任何成分都不具備的獨(dú)特品質(zhì)。因此,通過(guò)混合適當(dāng)選擇的材料,可以使用簡(jiǎn)單而可重復(fù)的程序調(diào)和具有不同分離和物理化學(xué)特性的聚合物。因此,將 PBI 與滲透性更強(qiáng)的聚合物混合可有效提高 H2 的滲透性。研究了 Matrimid 和 m-PBI 混合用于 H2/CO2 分離的情況,并報(bào)告說(shuō)這兩種聚合物在整個(gè)成分范圍內(nèi)都能形成混溶混合物。這一特性歸因于各組分官能團(tuán)之間的強(qiáng)氫鍵作用(圖 7a)。雖然 Matrimid 和 m-PBI 顯示出相似的 H2/CO2 選擇性,但添加 25 wt% 的 Matrimid 會(huì)使 m-PBI 的 H2 滲透性和 H2/CO2 選擇性分別提高 9 倍和 2.5 倍。在汽車(chē)制造中,PBI 塑料可用于制造發(fā)動(dòng)機(jī)零部件,提高發(fā)動(dòng)機(jī)的性能和可靠性。江蘇PBI螺絲
具有良好的自潤(rùn)滑性,PBI 塑料可減少機(jī)械部件之間的摩擦和能耗。上海PBI產(chǎn)品尺寸
微裂紋可能是由于這種改性 PBl 的抗拉強(qiáng)度和斷裂韌性較低造成的,8000g mol^(-1)“活性”P(pán)BI 表現(xiàn)出的流量略低,導(dǎo)致層壓板的空隙率較高,但仍幾乎是 20000g mol^(-1) PBI 層壓板的一半。8000g mol^(-1)“活性”P(pán)Bl 層壓板在低至 2.07 MPa 的壓力下成功加工,其機(jī)械性能與對(duì)照品相當(dāng)。此外,這種 PBl 聚合物在高溫下具有優(yōu)異的性能。這可以通過(guò)將 PBI 視為傳統(tǒng)熱固性聚合物來(lái)解釋?zhuān)錂C(jī)械性能(和 Tg)較少依賴(lài)于初始分子量,而更多地依賴(lài)于交聯(lián)密度,雖然確切的交聯(lián)機(jī)制尚不完全清楚,但流變數(shù)據(jù)表明 PBl 端基起著至關(guān)重要的作用。對(duì)固化和“未固化”層壓板的動(dòng)態(tài)機(jī)械熱分析(Polymer LaboratoriesDMTA)證實(shí)了這一結(jié)論。上海PBI產(chǎn)品尺寸