简介:1.1 聚苯并咪唑背景,聚[2,2'-(间苯基)-5,5'-双苯并咪唑](PBI) 已被证明是一种出色的短期高温有机基质树脂,适用于结构和烧蚀复合材料应用。使用 PBl 作为基质树脂的研究可以追溯到 20 世纪 60 年代。当时,该过程涉及在固化过程中聚合单体。该过程漫长、复杂,并且会带来不可接受的健康危害。Hoechst Celanese 的开发活动产生了一种溶剂型 PBI 预浸料,其中含有中等分子量(约 20000g mol^(-1))PBI 聚合物。工业利益推动了对 PBI 加工性能的进一步研究。PBI 塑料的低摩擦系数使其成为制造轴承、齿轮等部件的理想材料,能减少磨损。上海PBI高温密封圈
PBI 已被证明可用于高真空等离子体室,可延长密封件、垫圈和其他耐磨部件的使用寿命。PBI 材料特别能抵抗等离子设备中的氧化和热侵蚀条件。腔室和工具上的 PBI 聚合物涂层是延长设备磨损的特别好的方法。分步工艺:PBI 涂层可应用于多种基材,包括钢、铝、玻璃、硅、石英以及其他陶瓷和金属合金。一般来说,成功的 PBI 涂层可通过三(3)个步骤实现:基材准备--清洁和钝化基材,以确保良好的附着力和较小的化学作用。涂层--根据应用方法的选择,在必要时确定和调整溶液。上海PBI高耐磨轴套厂家精选PBI 塑料的良好加工性能,使其能被加工成各种复杂形状的产品。
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。
历史PBI 较初是为美国国家航空航天局(NASA)开发的一种防火纤维,随着技术的不断突破,其应用领域也在不断拓展。1961:H. Vogel和C.S. Marvel初次合成了全芳香族聚苯并咪唑(PBI),并记录了其突出的热氧化稳定性。1967年:阿波罗1号宇航员在发射前不幸失火身亡,美国国家航空航天局(NASA)与塞拉尼斯公司签订合同,生产用于宇航员服装的PBI,并在阿波罗计划、太空实验室计划和航天飞机计划中继续使用。1976年:国际消防员协会(IAFF)发布了 FIRES(消防员综合反应设备系统)项目报告。该报告指出,40% PBI/60% Kevlar 的混合物具有高抗撕裂强度和高耐热性。PBI塑料的超耐磨性使其在高摩擦环境中表现突出。
随着研究深入、技术发展,聚苯并咪唑细分品种也逐渐丰富,包括聚苯并咪唑纤维、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、聚苯并咪唑胶粘剂等,其中聚苯并咪唑薄膜、聚苯并咪唑纤维为主要品种。PBI薄膜具有良好的可溶解加工性、耐氧化稳定性、机械性,在高温燃料电池隔膜、离子交换膜、气体分离膜、纳滤膜、半导体绝缘层、污水处理等领域具有巨大应用潜力。聚苯并咪唑纤维是一种高性能纤维,具有耐高温、阻燃性好等特点,可用于制造防原子辐射的防护服、消防用防火服、飞行服、航空服及飞机减速用降落伞等。因其优异的化学稳定性,PBI 塑料可用于化工设备中,抵御多种化学物质侵蚀。福建PBI产品
PBI塑料在未来将有更普遍的应用和明显的研究成果。上海PBI高温密封圈
PBI涂层表征方法:涂层附着力和划痕试验:使用交叉切割试验确定涂层与基材分离的阻力。使用工具在涂层表面切割出直角格子图案,一直穿透到基材。使用划痕机研究涂层的耐刮擦性。为了研究“临界载荷”,对每个涂层系统进行了至少 3 次划痕试验,速度为 1 mm/s,载荷从 0.5 增加到 100 N,划痕距离为 15 mm(图 1)。滑动磨损试验:根据 ASTM G176试验台,在块环上进行滑动摩擦和磨损试验(图 2)。将固定涂层压在旋转的金属环上。使用的对应物是 100 个 Cr6 钢环,外径为 13 mm,平均表面粗糙度为 Ra≈ 0.2 μm。测试在室温下的干滑动条件下进行,参数如下:标称初始接触压力 = 0.5 MPa、滑动速度 = 1 m/s、测试时间 = 2 h。磨损量通过白光显微镜测量。上海PBI高温密封圈