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 塑料具有出色的耐高溫性能，能在極高溫度下保持穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，應(yīng)用于航空航天領(lǐng)域。上海PBI高耐磨軸套

PBI（聚苯并咪唑）作為當(dāng)今較高級(jí)別的工程塑料，在眾多領(lǐng)域中展現(xiàn)出了突出的性能。它擁有出色的耐高溫特性，長期工作溫度可達(dá)310℃，且瞬時(shí)耐受溫度高達(dá)760℃。同時(shí)，PBI還具備優(yōu)異的耐腐蝕性，在酸堿環(huán)境中能保持穩(wěn)定。其強(qiáng)度高特點(diǎn)使得它的強(qiáng)度達(dá)到Vespel產(chǎn)品的兩倍，成為現(xiàn)有工程塑料中強(qiáng)度較高的產(chǎn)品。此外，PBI的高硬度只次于玻璃，而高純度灰分則可控制在2ppm以下，非常適合半導(dǎo)體行業(yè)和特種玻璃行業(yè)等對(duì)塑料制品性能要求極高的場合。由于其獨(dú)特的性能，PBI在塑料無法實(shí)現(xiàn)的領(lǐng)域中也能找到較佳解決方案。江蘇PBI棒市場價(jià)格PBI塑料的超耐磨性使其在高摩擦環(huán)境中表現(xiàn)突出。

根據(jù)膜孔徑的大小，多孔膜中的氣體傳輸可分為三種不同的狀態(tài)（圖2a-c）。當(dāng)孔徑相對(duì)較大（0.1-10微米）時(shí)，氣體混合物通過對(duì)流穿過膜，不發(fā)生分離。當(dāng)孔徑小于0.1微米時(shí)，由于其與氣體的動(dòng)力學(xué)直徑相似，因此傳輸是通過克努森擴(kuò)散來描述的。當(dāng)孔徑在0.5至1納米之間時(shí)，會(huì)根據(jù)分子大小產(chǎn)生相對(duì)分離。膜制備：致密膜通常采用溶液澆鑄法生產(chǎn)（圖3a），將聚合物和任何添加劑溶解在適當(dāng)?shù)娜軇┲校缓鬂茶T在玻璃板上，并放入溫度較低的（真空）烘箱中，逐漸去除溶劑。一旦大部分溶劑被去除并形成致密膜，溫度會(huì)進(jìn)一步升高到溶劑沸點(diǎn)以上，以確保完全去除殘留在膜中的任何溶劑。因此，致密膜通常很厚且對(duì)稱。

彎曲強(qiáng)度與較大固化壓力的關(guān)系，淺色陰影，8000gmol^(-1)，“活”；中等陰影，20000gmol^(-1)，“活著”；深色陰影，8000gmol^(-1)封端。觀察到的彎曲模量值（圖7）與基于混合物規(guī)則的預(yù)期一致。兩種8000gmol^(-1)聚合物在所有固化壓力下都具有可比的模量。任何差異都可以歸因于空隙含量和層壓板厚度的細(xì)微差異，20000gmol^(-1)PBI在所有壓力下都具有較低的模量，這是由于該預(yù)浸料系統(tǒng)中的低流動(dòng)（樹脂含量較高）和較高的空隙含量。彎曲模量與較大固化壓力的關(guān)系。淺色陰影，8000gmol^(-1)，“活”；中等陰影，20000gmol^(-1)，“活”；深色陰影8000gmol^(-1)1封端。由于其出色的尺寸穩(wěn)定性，PBI 塑料可用于精密儀器制造，確保儀器精度。

聚苯并咪唑（PBI）制備方法分為溶液法、熔融法，其中熔融法包括高溫溶液縮聚法、低溫溶液縮聚法、熔融縮聚法等。熔融縮聚法是3,3′-二氨基聯(lián)苯、間苯二甲酸二苯酯在加熱條件下進(jìn)行熔融縮聚反應(yīng)，再經(jīng)脫水環(huán)化反應(yīng)制得聚苯并咪唑成品。根據(jù)新思界產(chǎn)業(yè)研究中心發(fā)布的《2024-2029年聚苯并咪唑（PBI）行業(yè)市場深度調(diào)研及投資前景預(yù)測分析報(bào)告》顯示，2023年，全球聚苯并咪唑市場規(guī)模在2.6億美元左右。全球聚苯并咪唑產(chǎn)能主要集中在美國、德國、日本、中國等地區(qū)，相關(guān)企業(yè)有美國塞拉尼斯、美國PBIPerformanceProducts,Inc.（美國PBI公司）、德國贏創(chuàng)、德國巴斯夫、印度GhardaChemicals、法國NaturePlast等。PBI塑料的初始開發(fā)是為了滿足NASA的耐火纖維需求。上海PBI高耐磨軸套

在食品包裝行業(yè)，PBI 塑料因其安全性和穩(wěn)定性，有潛在的應(yīng)用前景。上海PBI高耐磨軸套

PBI衍生物：眾所周知，對(duì)聚合物骨架進(jìn)行系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)改性，既可限制鏈的堆積，又可抑制鏈的流動(dòng)性，從而提高滲透性，同時(shí)保持或提高氣體分離膜的選擇性。圖5描述了PBI的一般結(jié)構(gòu)，其中R1可以是直接鍵、砜、醚或任何其他連接鍵。R2可以是烷基或芳基官能團(tuán)；R3通常只是氫，也可用于PBI交聯(lián)。要改變PBI的骨架結(jié)構(gòu)，進(jìn)而改變其氣體傳輸特性，較簡單的方法可能是操縱二羧酸（圖5，R2；圖4，R）。值得注意的是，目前市場上只有的一種聚苯并咪唑是聚2,2′-（間苯二酚）-5,5′-聯(lián)苯并咪唑，又稱間苯并咪唑（m-PBI）。上海PBI高耐磨軸套