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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塑料的加工难度较大，需要专业设备和技术。浙江PBI活塞杆怎么样

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密封圈市场价格在智能穿戴设备中，PBI 塑料用于制造关键部件，保障设备的可靠性。

PBI涂层中添加阻隔材料用于阻止任何涂层中气态副产物的迁移。电子或航空航天等敏感应用需要无脱气涂层。阻隔物质表现出低渗透性，以每天在 1 个大气压 (cm3-ml/day-atm) 下通过给定厚度的特定聚合物薄膜的测量气体表示。阻隔聚合物是大分子，具有显着限制气体、蒸汽和液体通过的能力。 它们普遍应用于包装行业，用于食品保存和其他保护。 对不同气体的渗透性的文献图以及添加阻隔聚合物的 PBI 涂层的实验。阻隔聚合物数据表明哪种水蒸气和 O2 渗透性优于其他（好选择左下角），经许可摘录。图表（右）表示当 PBI 混合物中阻隔聚合物的浓度超过 10% 时，释气量较低。

PBI聚合物混合：许多研究表明，气体分离膜的聚合物混合方法可为混合膜提供有趣的特性。聚合物混合不仅能协同结合聚合物的传输特性，较大限度地提高气体渗透性和选择性，还能提供任何成分都不具备的独特品质。因此，通过混合适当选择的材料，可以使用简单而可重复的程序调和具有不同分离和物理化学特性的聚合物。因此，将 PBI 与渗透性更强的聚合物混合可有效提高 H2 的渗透性。研究了 Matrimid 和 m-PBI 混合用于 H2/CO2 分离的情况，并报告说这两种聚合物在整个成分范围内都能形成混溶混合物。这一特性归因于各组分官能团之间的强氢键作用（图 7a）。虽然 Matrimid 和 m-PBI 显示出相似的 H2/CO2 选择性，但添加 25 wt% 的 Matrimid 会使 m-PBI 的 H2 渗透性和 H2/CO2 选择性分别提高 9 倍和 2.5 倍。PBI塑料对多种化学试剂具有优异的抵抗性。

可以使用酸掺杂作为一种交联方法来增强 m-PBI 膜的尺寸筛分能力。研究人员特别使用 H3PO4 和 H2SO4 作为聚丙烯酸来交联 m-PBI 薄膜（图 9c）。通过改变交联溶液中 0.05 至 1.0 wt% 的酸浓度，可获得不同的掺杂水平。交联膜在 200 ℃ 下仍很稳定，在 150 ℃ 下的 H2/CO2 选择性高达 140，令人印象深刻。他们还进一步测试了膜的耐久性，结果表明膜在高温下可稳定运行 120 小时。同一研究小组的 Hu 等人建议使用草酸（OA）和反式乌头酸（TaA）进行 m-PBI 交联。他们发现，酸掺杂对气体溶解度的影响并不明显，而且主要通过提高扩散选择性来改善 H2/CO2 分离性能。表 2 总结了文献中报道的交联 m-PBI 膜的性能。PBI塑料的初始开发是为了满足NASA的耐火纤维需求。PBI航空支架市价

PBI塑料的耐磨损性能远超聚酰亚胺。浙江PBI活塞杆怎么样

尽管用于 H2/CO2 分离的聚合物基膜具有诸多优点，但其在工业应用中的发展也面临着一些挑战，其中较重要的是塑化和高温下的低稳定性。玻璃聚合物具有刚性，因此可抗塑化并在高温下保持稳定，是合适的选择。有人建议使用聚苯并咪唑（PBI）进行 H2/CO2 分离，这是一种符合上述要求的特种聚合物。它在高温下（玻璃转化温度，Tg = 425-435℃）稳定，具有较高的 H2/CO2 本征选择性，并且由于具有高硬度结构和致密的链包装，预计可以承受塑化。然而，气体分子通过 PBI 的传输速率非常缓慢，这也是由于它具有使其更耐塑化的相同特性。改善其渗透性的方法包括与渗透性更强的聚合物混合、改变其化学结构以及在聚合物基体中添加填料。浙江PBI活塞杆怎么样