PBI 以其優(yōu)異的熱穩(wěn)定性和耐化學(xué)性而聞名。它是一種熱塑性塑料，具有所有市售有機(jī)聚合物中較高的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度 Tg (425℃)。PBI 由四氨基聯(lián)苯 (TAB) 與二苯間苯二甲酸酯 (DPIP) 縮聚而成。反應(yīng)方案如圖 1 所示。提出了兩種可能的機(jī)制。一種機(jī)制假設(shè)存在聚酰胺酸作為主要中間體，然后脫水并環(huán)化為咪唑。第二種機(jī)制假設(shè)存在席夫堿中間體，該中間體環(huán)化為苯并咪唑，隨后在形成咪唑時(shí)消除苯酚。PBl 的合成。PBl 是獨(dú)一可商購(gòu)的聚苯并咪唑，由 Hoechst Celanese 的 Rock Hill 工廠 (SC) 生產(chǎn)。商業(yè)聚合分為兩個(gè)階段，均在惰性氣氛中進(jìn)行。在頭一階段，DPIP 熔化并溶解 TAB。隨著溫度升高，聚合開(kāi)始，生成苯酚和水。縮合副產(chǎn)物的釋放導(dǎo)致易碎泡沫的形成。在第二階段，泡沫被壓碎，聚合物分子量在固態(tài)下提高。具有良好的自潤(rùn)滑性，PBI 塑料可減少機(jī)械部件之間的摩擦和能耗。PBI活塞環(huán)制造

彎曲性能從這些層壓板上切下彎曲樣品，在環(huán)境溫度和高溫下進(jìn)行測(cè)試，室溫結(jié)果報(bào)告于圖 6 中。隨著較大固化壓力的降低，20000g mol^(-1) PBl 的彎曲強(qiáng)度迅速降低。在 0.69 MPa 固化壓力下，彎曲強(qiáng)度約為 5.1 MPa 固化壓力下的 55%。8000g mol^(-1)“活”PBl 的彎曲強(qiáng)度隨固化壓力的變化很小，當(dāng)固化壓力從 3.24 MPa 降至 0.69 MPa 時(shí)，彎曲強(qiáng)度只損失 14%。如圖 6 所示，對(duì)照層壓板和在 3.24 (470 psi) 和 2.07 MPa (300 psi) 下固化的 8000g mol^(-1)“活”PBl 層壓板在典型的層壓板間變化范圍內(nèi)的彎曲強(qiáng)度幾乎相同。雖然 8000g mol^(-1) 端蓋彎曲樣品的空隙率較低，但它們都因剪切而失效，強(qiáng)度非常低。上海PBI星輪片行價(jià)PBI 塑料在未來(lái)的高科技領(lǐng)域，有望發(fā)揮更普遍和重要的作用。

PBI 中空纖維：要充分利用 PBI 的明顯特性，必須將其轉(zhuǎn)化為商業(yè)上可行的膜配置。這種膜組件的目標(biāo)是降低膜成本，較大限度地提高氣體滲透率和膜表面體積比，以獲得較小的整體碳足跡和組件尺寸，因?yàn)樗璧母邏汉透邷啬ね鈿な且粋€(gè)重要的資本成本組成部分。利用中空纖維膜（HFM）組件是一種很有前途的方法，可以在減少組件尺寸的同時(shí)明顯增加膜的有效面積。在各種膜配置中，中空纖維膜組件可提供較大的堆積密度。HFM 模塊的堆積密度高達(dá) 30,000 m2/m3。我們一直在努力研究將中空纖維的有益特性與 m-PBI 結(jié)合形成高滲透、高面積密度膜所產(chǎn)生的協(xié)同效應(yīng)。由于高頻膜通常具有非對(duì)稱結(jié)構(gòu)，而且選擇層超薄，容易產(chǎn)生缺陷。因此，在制造過(guò)程中通常需要添加填料、交聯(lián)和涂層等步驟來(lái)提高選擇性。表 4 總結(jié)了較近開(kāi)發(fā)的基于 m-PBI 的 HFM 的 H2/CO2 分離性能。

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(guò) 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塑料可用于增強(qiáng)塑料和泡沫材料。

隨著研究深入、技術(shù)發(fā)展，聚苯并咪唑細(xì)分品種也逐漸豐富，包括聚苯并咪唑纖維、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、聚苯并咪唑膠粘劑等，其中聚苯并咪唑薄膜、聚苯并咪唑纖維為主要品種。PBI薄膜具有良好的可溶解加工性、耐氧化穩(wěn)定性、機(jī)械性，在高溫燃料電池隔膜、離子交換膜、氣體分離膜、納濾膜、半導(dǎo)體絕緣層、污水處理等領(lǐng)域具有巨大應(yīng)用潛力。聚苯并咪唑纖維是一種高性能纖維，具有耐高溫、阻燃性好等特點(diǎn)，可用于制造防原子輻射的防護(hù)服、消防用防火服、飛行服、航空服及飛機(jī)減速用降落傘等。PBI塑料的熱穩(wěn)定性在氮?dú)庵锌沙^(guò)500℃。四川PBI精密齒輪

PBI塑料在高溫軸套、連接器、閥座中有應(yīng)用。PBI活塞環(huán)制造

PBI 分子量和端基改性：上述討論表明，PBl 預(yù)浸料的固化需要相對(duì)嚴(yán)苛的條件。我們的目標(biāo)是設(shè)計(jì)一種 PBI 預(yù)浸料，該預(yù)浸料可在標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)環(huán)境的設(shè)備限制內(nèi)固化（即高壓釜可處理 2.07 MPa (300 psi)），但保持與 PBI 相關(guān)的出色短期高溫性能。我們的方法是通過(guò)使用較低分子量的 PBI 和/或封端聚合物來(lái)降低聚合物粘度。由于標(biāo)準(zhǔn)配方中的 PBl 聚合物是“活性”聚合物，因此推測(cè)高固化溫度會(huì)導(dǎo)致固化過(guò)程中聚合物分子量增加，從而降低聚合物流量。通過(guò)降低反應(yīng)時(shí)間和溫度來(lái)改變活性聚合物的分子量。后續(xù)實(shí)驗(yàn)中使用分子量約為 8000g mol^(?1) 的“活性”PBl 聚合物。苯甲酸苯酯用作封端劑。計(jì)算添加的封端劑量，使分子量分別為 8000 和 12000g mol^(?1)。這些聚合物也用于后續(xù)實(shí)驗(yàn)。分子量是通過(guò) DMAc 中的特性粘度測(cè)量確定的。下面給出了一個(gè)示例程序。PBI活塞環(huán)制造