聚苯并咪唑（PBI）的一般化学结构。通过改变 R2，制备了四种不同的 PBI 衍生物，以研究主链结构对相应膜的 H2/CO2 分离性能的影响。与商用 m-PBI 相比，在 PBI 主链中加入各种笨重、柔韧和受挫的官能团会较大程度上破坏聚合物链的致密堆积，较终导致 H2 渗透性明显提高。然而，正如预期的那样，H2/CO2 的选择性也有所下降。Kumbharkar 等人利用 5-叔丁基间苯二甲酸（BuI）作为笨重的二羧酸单体来合成 Bul-PBI，结果降低了链的堆积密度，热稳定性略有下降，而溶剂溶解性却有所提高。Bul-PBI 膜的扩散选择性为 37.8（高于 m-PBI），溶解选择性为 0.15（略低于 m-PBI）。图 6 显示了之前报告的研究中测量的改性 PBI 基聚合物的 H2 渗透性和选择性数据的上限图。由此可见，在对 PBI 的骨架结构进行处理的同时，通常还要在气体渗透性和选择性之间进行权衡。各种 PBI 衍生物的详细列表见表 S1。PBI塑料在900℃的高温下失重只为30%。PBI部件生产厂家
微裂纹可能是由于这种改性 PBl 的抗拉强度和断裂韧性较低造成的，8000g mol^(-1)“活性”PBI 表现出的流量略低，导致层压板的空隙率较高，但仍几乎是 20000g mol^(-1) PBI 层压板的一半。8000g mol^(-1)“活性”PBl 层压板在低至 2.07 MPa 的压力下成功加工，其机械性能与对照品相当。此外，这种 PBl 聚合物在高温下具有优异的性能。这可以通过将 PBI 视为传统热固性聚合物来解释，其机械性能（和 Tg）较少依赖于初始分子量，而更多地依赖于交联密度，虽然确切的交联机制尚不完全清楚，但流变数据表明 PBl 端基起着至关重要的作用。对固化和“未固化”层压板的动态机械热分析（Polymer LaboratoriesDMTA）证实了这一结论。PBI齿轮机加工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涂层附着力和耐刮擦性：纯 PBI 涂层的附着力受较终固化温度的影响很大。随着温度的升高，铝基板的强度明显增加。系统 PBI_280 的网格切割强度（GK=0）达到了较佳值（图 4，左）。“临界载荷”（涂层开始破裂并从基材上剥离的载荷）的结果显示，纯 PBI 涂层和之前测试的 PAI 涂层之间存在明显差异（图 4，右）。测量到 PBI_280 涂层的较高临界载荷（约 82 N），与较高的耐刮擦性相对应。PBI_180 和 PBI_215 之间的差异很小，由于测试结果分散，可以忽略不计。其他作者也观察到块状 PBI 具有非常高的耐刮擦性。
聚苯并咪唑：尽管一些无机膜已显示出优异的 H2/CO2 分离性能，但聚合物膜因其成本低、易于制造和良好的加工性而更具吸引力。目前，PBI、聚酰亚胺以及较近出现的热重排聚合物及其衍生物是 H2/CO2 气体分离的表示聚合物。如图 4 所示，聚苯并咪唑（PBI）属于高性能工程热塑性塑料，通常通过芳香族双邻二胺和二羧酸衍生物之间的缩合反应制造而成。PBI 具有较高的热稳定性和化学稳定性、优异的机械性能以及较高的 H2/CO2 本征选择性，较近已被公认为是 H2/CO2 分离膜的合适选择。PBI塑料的耐磨损性能远超聚酰亚胺。
本综述试图及时汇编所有这些信息，以全方面介绍 PBI 膜作为 H2/CO2 分离技术的当前可行性。H2/CO2 分离机制：气体分子通过致密聚合物膜的传输是通过溶液扩散模型来描述的（图 2d）。根据该机制，渗透气体在进料端溶解到膜中，扩散穿过膜，并在渗透端回收。渗透性被定义为溶解性和扩散性的乘积；因此，分离 H2 和 CO2 的选择性 αH2/CO2 分别表示为 H2 和 CO2 渗透性（PH2 和 PCO2）的比率。其中 DH2/DCO2 表示扩散选择性，αH2/CO2D 和 SH2/SCO2 表示溶解选择性 αH2/CO2S。因此，扩散性和溶解选择性的组合决定了总体选择性。在轨道交通车辆中，PBI 塑料用于制造内饰和关键部件，提升车辆性能。上海PBI蜗轮供应
具有良好的耐水解性，PBI 塑料可用于潮湿环境下的设备制造。PBI部件生产厂家
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部件生产厂家
