PBI和吸湿-基本原理:PBI的吸水率与当时的水分压(即相对湿度百分比)成正比,其平衡饱和度随相对湿度百分比的变化而变化,符合亨利定律。相对湿度为30%时,平衡饱和度约为4.5%;相对湿度为50%时,平衡饱和度约为7%。在80%R.H.及以上时,平衡饱和度达到较大值11.7%。吸附能力不受温度影响,除非温度影响到相对湿度的百分比。在许多情况下,如果管理得当,这些不良影响是可以消除或减轻的。本指南就是为此目的而设计的。研究人员还应考虑采用化学交联步骤,以同时提高混合膜的H2渗透性和选择性,尤其是在高温条件下。PBI塑料在高温轴套、连接器、阀座中有应用。上海PBI精密注塑制造商

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。上海PBI精密注塑制造商PBI 塑料在工业机器人制造中用于制造关节等关键部件,提高机器人性能。

世界上性能较高的工程聚合物Celazole®PBI(聚苯并咪唑)是一种全芳香杂环热塑性聚合物,具有较佳的热机械性能,为工程聚合物性能树立了标准。它具有427℃的玻璃化转变温度、强度高和普遍的耐化学性,适用于极端环境。PBI粉末可压缩成型,生产出性能较高的U-60型基础材料,用于加工成PBI零件。PBI与聚芳醚酮(PEEK或PEKK)的化合物以T系列颗粒的形式提供,用于注塑和挤出。PBI溶液可用于生产中空纤维膜和平板膜,以及用于铸造薄膜或涂覆金属。
水的吸附速度受限于水向PBI部分的扩散速度。由于扩散速度受聚合物中水浓度梯度的驱动,因此可以观察到费克扩散。这种扩散速率是暴露时间平方根的线性函数,由温度、%R.H.和部件几何形状决定。由于该速率是暴露时间平方根的函数,因此吸水速率开始时很快,但随着时间的推移会逐渐减慢。几何形状会随着扩散距离的变化而影响吸水率。通过裸露的大平面的扩散是主要的,而通过裸露的边缘的扩散是较小的。因此,在其他条件相同的情况下,薄膜和薄壁形状比大块的三维形状更容易达到平衡浓度。PBI塑料相较于瓷质材料,更能有效降低击穿损失。

无机颗粒的加入:在过去的三十年里,为了不断寻找低成本、高性能且性能更好的膜,人们开发并普遍研究了混合基质膜(MMM)。混合基质膜基于固-固系统,由嵌入聚合物基质的无机分散相组成。除了提高机械强度外,MMM还兼具无机填料的选择性和有机聚合物的易加工性。二氧化硅、分子筛、沸石、活性炭和碳纳米管是目前用作MMM填料的材料。特别是沸石,具有不同的化学成分、颗粒尺寸和纹理特征,是经常被研究的纳米多孔填料。然而,由于聚合物与无机物的相容性较差,这些填料通常会在MMM中造成空隙或缺陷,从而导致膜选择性的明显降低。沸石咪唑框架(ZIF)是一种通过分子自组装制成的金属有机框架(MOF),其中咪唑衍生物与四面体配位的阳离子(通常是锌或钴)相连接。除了具有高热稳定性外,咪唑官能团的存在还使这一类材料成为基于PBI的MMM的较佳选择,因为填料与PBI基质之间存在良好的连接(咪唑基团);因此,膜基质中的缺陷可以得到缓解。PBI塑料在900℃的高温下失重只为30%。陕西PBI航空卡扣
凭借独特的介电性能,PBI 塑料在高频电路中有着重要应用。上海PBI精密注塑制造商
建议将m-PBI与聚苯胺(PANI)混合,然后进行热处理,这样可以形成含氮的碳质材料,从而提供更高的渗透性。研究人员报告说,在混合膜中添加多达20%的PANI可使H2的渗透性提高4倍,但选择性略有下降。建议将m-PBI与磺化聚苯砜(sPPSU)混合,后者是一种酸性聚合物,可与m-PBI形成离子键,从而在整个范围内形成混溶混合物(图8)。在制造过程中,对混合膜进行了热处理,以增加两种成分之间的离子键数量。结果发现,与纯m-PBI相比,在35和150摄氏度下,经300℃热处理的50/50sPPSU/m-PBI混合膜的性能较佳(H2渗透率增加一倍,同时保持选择性),这是因为即使在高温下,强离子键也会限制聚合物链的流动性。表1列出了m-PBI混合膜的性能概览。上海PBI精密注塑制造商