PBI 中空纤维:要充分利用 PBI 的明显特性,必须将其转化为商业上可行的膜配置。这种膜组件的目标是降低膜成本,较大限度地提高气体渗透率和膜表面体积比,以获得较小的整体碳足迹和组件尺寸,因为所需的高压和高温膜外壳是一个重要的资本成本组成部分。利用中空纤维膜(HFM)组件是一种很有前途的方法,可以在减少组件尺寸的同时明显增加膜的有效面积。在各种膜配置中,中空纤维膜组件可提供较大的堆积密度。HFM 模块的堆积密度高达 30,000 m²/m³。我们一直在努力研究将中空纤维的有益特性与 m-PBI 结合形成高渗透、高面积密度膜所产生的协同效应。由于高频膜通常具有非对称结构,而且选择层超薄,容易产生缺陷。因此,在制造过程中通常需要添加填料、交联和涂层等步骤来提高选择性。表 4 总结了较近开发的基于 m-PBI 的 HFM 的 H2/CO2 分离性能。PBI 塑料在新能源汽车电池组件中应用,有助于提高电池性能和安全性。上海PBI晶圆吸盘市场价格
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。上海PBI活塞环供应PBI塑料的初始开发是为了满足NASA的耐火纤维需求。
相比之下,膜法 H2/CO2 分离工艺只需施加跨膜压力即可运行,不涉及任何相变或吸附剂再生,因此能以比传统方法低得多的能耗进行分离。除了能耗低之外,膜分离技术还具有碳足迹小、维护简单、可连续运行和设计灵活等优点,使其成为较有前途和可持续的 H2 净化技术。然而,制造在所需的严格操作条件下稳定的高渗透性和 H2 选择性膜是一项挑战。例如,虽然钯膜对 H2 有极高的选择性,而且如果做得足够薄,还能获得高 H2 通量,但一般来说,它们的机械性能并不稳定。在包括无机物、金属和多孔碳在内的多种膜合成材料中,聚合物因其溶液加工的简便性以及成本、性能和化学性质的良好平衡而成为较发达和商业上较可行的选择。
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。PBI 塑料可用于制造汽车内饰件,既美观又具备良好的性能。
PBI化学结构:PBI塑料:PBI塑料的分子由聚苯并咪唑单元聚合而成,具有独特的分子结构,这赋予了它优异的耐热性、耐磨性和耐化学腐蚀性。聚四氟乙烯:PTFE是由四氟乙烯单体聚合而成的聚合物,其分子结构中所有氢原子都被氟原子取代,形成高度稳定的C-F键,这种结构使得PTFE具有突出的化学稳定性和物理性能。PBI硬度为玻璃的二分之一。高纯度灰分可控制在2ppm以下。适用于半导体行业、特种玻璃行业,对塑料制品性能要求较高地方使用。因其优越的性能,在其他塑料无法实现的领域,PBI都可能找到较佳解决方案。PBI塑料的原料具有一定的毒性,需严格安全措施。上海PBI活塞环供应
PBI塑料相较于瓷质材料,更能有效降低击穿损失。上海PBI晶圆吸盘市场价格
PBI(聚苯并咪唑)作为当今较高级别的工程塑料,在众多领域中展现出了突出的性能。它拥有出色的耐高温特性,长期工作温度可达310℃,且瞬时耐受温度高达760℃。同时,PBI还具备优异的耐腐蚀性,在酸碱环境中能保持稳定。其强度高特点使得它的强度达到Vespel产品的两倍,成为现有工程塑料中强度较高的产品。此外,PBI的高硬度只次于玻璃,而高纯度灰分则可控制在2ppm以下,非常适合半导体行业和特种玻璃行业等对塑料制品性能要求极高的场合。由于其独特的性能,PBI在塑料无法实现的领域中也能找到较佳解决方案。上海PBI晶圆吸盘市场价格
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