盡管用于 H2/CO2 分離的聚合物基膜具有諸多優(yōu)點(diǎn)，但其在工業(yè)應(yīng)用中的發(fā)展也面臨著一些挑戰(zhàn)，其中較重要的是塑化和高溫下的低穩(wěn)定性。玻璃聚合物具有剛性，因此可抗塑化并在高溫下保持穩(wěn)定，是合適的選擇。有人建議使用聚苯并咪唑（PBI）進(jìn)行 H2/CO2 分離，這是一種符合上述要求的特種聚合物。它在高溫下（玻璃轉(zhuǎn)化溫度，Tg = 425-435℃）穩(wěn)定，具有較高的 H2/CO2 本征選擇性，并且由于具有高硬度結(jié)構(gòu)和致密的鏈包裝，預(yù)計(jì)可以承受塑化。然而，氣體分子通過(guò) PBI 的傳輸速率非常緩慢，這也是由于它具有使其更耐塑化的相同特性。改善其滲透性的方法包括與滲透性更強(qiáng)的聚合物混合、改變其化學(xué)結(jié)構(gòu)以及在聚合物基體中添加填料。PBI塑料在電池制造中也有應(yīng)用。四川PBI耐磨塊

隨著研究深入、技術(shù)發(fā)展，聚苯并咪唑細(xì)分品種也逐漸豐富，包括聚苯并咪唑纖維、聚苯并咪唑薄膜、聚苯并咪唑粉末、聚苯并咪唑泡沫、聚苯并咪唑聚合物、聚苯并咪唑膠粘劑等，其中聚苯并咪唑薄膜、聚苯并咪唑纖維為主要品種。PBI薄膜具有良好的可溶解加工性、耐氧化穩(wěn)定性、機(jī)械性，在高溫燃料電池隔膜、離子交換膜、氣體分離膜、納濾膜、半導(dǎo)體絕緣層、污水處理等領(lǐng)域具有巨大應(yīng)用潛力。聚苯并咪唑纖維是一種高性能纖維，具有耐高溫、阻燃性好等特點(diǎn)，可用于制造防原子輻射的防護(hù)服、消防用防火服、飛行服、航空服及飛機(jī)減速用降落傘等。四川PBI耐磨塊芳基PBI在高達(dá)538℃的溫度下仍能保持穩(wěn)定。

由Celazole® U系列聚合物制成的部件在大多數(shù)塑料無(wú)法承受的極端條件下表現(xiàn)出色，在許多極端環(huán)境中性能優(yōu)于聚酰亞胺、聚酰胺酰亞胺和聚醚醚酮等其他材料。Celazole® PBI(聚苯并咪唑)是一種獨(dú)特且高度穩(wěn)定的線性雜環(huán)聚合物。PBI具有強(qiáng)度高、優(yōu)異的熱穩(wěn)定性、在高壓蒸汽或水中的水解穩(wěn)定性、對(duì)烴類(lèi)、醇類(lèi)、弱酸、弱堿、硫化氫、氯化溶劑、油、熱傳導(dǎo)液和許多其他有機(jī)化學(xué)物質(zhì)具有普遍的耐受性。耐高溫性能：Celazole® PBI 的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為427℃強(qiáng)度高：地球上任何未填充樹(shù)脂中抗壓強(qiáng)度較高的耐化學(xué)性：在 93℃的機(jī)油中浸泡 30 天后抗拉強(qiáng)度仍為 100%。

聚苯并咪唑：盡管一些無(wú)機(jī)膜已顯示出優(yōu)異的 H2/CO2 分離性能，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、聚酰亞胺以及較近出現(xiàn)的熱重排聚合物及其衍生物是 H2/CO2 氣體分離的表示聚合物。如圖 4 所示，聚苯并咪唑（PBI）屬于高性能工程熱塑性塑料，通常通過(guò)芳香族雙鄰二胺和二羧酸衍生物之間的縮合反應(yīng)制造而成。PBI 具有較高的熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性、優(yōu)異的機(jī)械性能以及較高的 H2/CO2 本征選擇性，較近已被公認(rèn)為是 H2/CO2 分離膜的合適選擇。PBI塑料成為燃料電池行業(yè)高溫膜電極組件的供應(yīng)商。

PBI涂層表征方法：涂層附著力和劃痕試驗(yàn)：使用交叉切割試驗(yàn)確定涂層與基材分離的阻力。使用工具在涂層表面切割出直角格子圖案，一直穿透到基材。使用劃痕機(jī)研究涂層的耐刮擦性。為了研究“臨界載荷”，對(duì)每個(gè)涂層系統(tǒng)進(jìn)行了至少 3 次劃痕試驗(yàn)，速度為 1 mm/s，載荷從 0.5 增加到 100 N，劃痕距離為 15 mm（圖 1）?；瑒?dòng)磨損試驗(yàn)：根據(jù) ASTM G176試驗(yàn)臺(tái)，在塊環(huán)上進(jìn)行滑動(dòng)摩擦和磨損試驗(yàn)（圖 2）。將固定涂層壓在旋轉(zhuǎn)的金屬環(huán)上。使用的對(duì)應(yīng)物是 100 個(gè) Cr6 鋼環(huán)，外徑為 13 mm，平均表面粗糙度為 Ra≈ 0.2 μm。測(cè)試在室溫下的干滑動(dòng)條件下進(jìn)行，參數(shù)如下：標(biāo)稱(chēng)初始接觸壓力 = 0.5 MPa、滑動(dòng)速度 = 1 m/s、測(cè)試時(shí)間 = 2 h。磨損量通過(guò)白光顯微鏡測(cè)量。PBI 塑料在電子封裝領(lǐng)域發(fā)揮重要作用，有效保護(hù)電子元件。江蘇PBI螺絲廠家

PBI塑料長(zhǎng)期耐高溫工作溫度可達(dá)310度。四川PBI耐磨塊

建議將 m-PBI 與聚苯胺 (PANI) 混合，然后進(jìn)行熱處理，這樣可以形成含氮的碳質(zhì)材料，從而提供更高的滲透性。研究人員報(bào)告說(shuō)，在混合膜中添加多達(dá) 20% 的 PANI 可使 H2 的滲透性提高 4 倍，但選擇性略有下降。建議將 m-PBI 與磺化聚苯砜（sPPSU）混合，后者是一種酸性聚合物，可與 m-PBI 形成離子鍵，從而在整個(gè)范圍內(nèi)形成混溶混合物（圖 8）。在制造過(guò)程中，對(duì)混合膜進(jìn)行了熱處理，以增加兩種成分之間的離子鍵數(shù)量。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，與純 m-PBI 相比，在 35 和 150 攝氏度下，經(jīng) 300℃熱處理的 50/50 sPPSU/m-PBI 混合膜的性能較佳（H2 滲透率增加一倍，同時(shí)保持選擇性），這是因?yàn)榧词乖诟邷叵?，?qiáng)離子鍵也會(huì)限制聚合物鏈的流動(dòng)性。表 1 列出了 m-PBI 混合膜的性能概覽。四川PBI耐磨塊