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塑料可用作真空室部件的制造材料。上海PBI晶圆吸盘制造
PBI 合成:配备N₂ 入口、搅拌器和冷凝器连接到鼓泡器,收集瓶中装有 30.00g 四氨基联苯和 44.58g 二苯间苯二甲酸酯(将计算量的苯甲酸苯酯添加到初始混合物中以获得所需的分子量)。搅拌固体,并用 N₂ 吹扫系统 15 分钟,将系统加热至 270℃持续 1.5 小时。在 180℃ 下观察到固体熔化。当温度达到 210℃时停止搅拌(1300revmin^(−1)),在 265℃下观察到头一股副产物流,共收集到 21,63g 水和苯酚,在 270℃下 5 分钟后观察到反应瓶内容物起泡。收集到 43.9g 0.15 IV 聚合物。上海PBI零件定制PBI塑料在化工、石油、制药等领域有普遍应用。
微裂纹可能是由于这种改性 PBl 的抗拉强度和断裂韧性较低造成的,8000g mol^(-1)“活性”PBI 表现出的流量略低,导致层压板的空隙率较高,但仍几乎是 20000g mol^(-1) PBI 层压板的一半。8000g mol^(-1)“活性”PBl 层压板在低至 2.07 MPa 的压力下成功加工,其机械性能与对照品相当。此外,这种 PBl 聚合物在高温下具有优异的性能。这可以通过将 PBI 视为传统热固性聚合物来解释,其机械性能(和 Tg)较少依赖于初始分子量,而更多地依赖于交联密度,虽然确切的交联机制尚不完全清楚,但流变数据表明 PBl 端基起着至关重要的作用。对固化和“未固化”层压板的动态机械热分析(Polymer LaboratoriesDMTA)证实了这一结论。
“未固化”层压板(图 9)采用高压固化,所需时间和/或温度较低,可形成牢固的层压板。DMTA 测定的 8000g mol^(-1) 活性 PBI 和 20000g mol^(-1) PBI 的未固化 Tg 值分别为 379℃ 和 378℃。8000g mol^(-1) PBl 的 tan δ 峰幅度较大,这可能是由于低分子量聚合物的链流动性较大。两种“未固化”PBl 样品在橡胶平台区后模量均有所增加,这可能是由于固化所致。8000g mol^(-1)固化层压板的tanδ峰值比20000g mol^(-1)固化PBl的tanδ峰值高8℃(Tg为461℃ 对453℃)。更高的Tg可以解释8000g mol^(-1)“活性”PBl的优异高温性能,8000g mol^(-1)PBI的tanδ峰值较小可能是由于该样品的交联密度较高。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对钢的滑动磨损:PAI 系统在所有后固化温度下都表现出明显高于 PBI 系统的比磨损率 wS。PAI_180 的磨损率较高,而 PBI_280 的磨损率较低,为 2.18 x 10^(-07) mm³/Nm。与之前的测试(网格切割、划痕)类似,随着较终固化温度的提高,PBI 涂层的耐磨性也得到了改善。在所有情况下,PBI 涂层的摩擦系数也略优于 PAI 涂层。磨料磨损:正如预期的那样,磨料颗粒尺寸越小,特定磨料磨损率越低。在这里,无论较终固化温度如何,PBI 涂层和 PAI 涂层之间都没有明显差异。凭借其优异的抗氧化性能,PBI 塑料在长期使用中不易变质。上海PBI齿轮供应商
因其低热膨胀系数,PBI 塑料可用于光学仪器,保证光学元件的精度。上海PBI晶圆吸盘制造
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。上海PBI晶圆吸盘制造
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