水的吸附速度受限于水向 PBI 部分的擴(kuò)散速度,。由于擴(kuò)散速度受聚合物中水濃度梯度的驅(qū)動(dòng),因此可以觀察到費(fèi)克擴(kuò)散,。這種擴(kuò)散速率是暴露時(shí)間平方根的線性函數(shù),由溫度,、% R.H. 和部件幾何形狀決定,。由于該速率是暴露時(shí)間平方根的函數(shù),因此吸水速率開始時(shí)很快,,但隨著時(shí)間的推移會(huì)逐漸減慢,。幾何形狀會(huì)隨著擴(kuò)散距離的變化而影響吸水率。通過裸露的大平面的擴(kuò)散是主要的,,而通過裸露的邊緣的擴(kuò)散是較小的,。因此,在其他條件相同的情況下,,薄膜和薄壁形狀比大塊的三維形狀更容易達(dá)到平衡濃度,。PBI塑料的初始開發(fā)是為了滿足NASA的耐火纖維需求。PBI耐磨條加工
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耐磨條加工在汽車制造中,,PBI 塑料可用于制造發(fā)動(dòng)機(jī)零部件,,提高發(fā)動(dòng)機(jī)的性能和可靠性。
PBI涂層混合物條件對(duì)于確?;臐?rùn)濕,、所需厚度和均勻性非常重要。固化 - 將涂層適當(dāng)固定和凝結(jié)在表面上,,使表面符合要求或平面化,。任何涂層工藝的成功取決于基材的制備。這包括去除表面污染物,、碎片,、顆粒和表面鈍化。對(duì)于金屬,,這將增強(qiáng) PBI 聚合物和基材之間的化學(xué)相互作用,,同時(shí)減少在空氣中固化時(shí)與基材的氧化相互作用。陶瓷和氧化物形成金屬(即鋁,、硅,、鈦等)通常只需要清洗步驟(無(wú)需鈍化)。PBI 涂層通過蒸發(fā)方式固化,,以除去剩余的溶劑,,留下縮合聚合物。此處提到的固化條件不適用于紫外線固化實(shí)踐,。
PBI 紫外固化的方法是將 "recon "稀釋成約 10%固體含量的 n-n-二甲基丙烯酰胺 (DMAA),,再加入 5%的 Irgacure 2022 相對(duì) PBI 聚合物,,涂布在玻璃上,然后在 60 秒內(nèi)進(jìn)行紫外固化,,接著在 250 攝氏度下進(jìn)行 5 分鐘的熱放氣,。DMAA 可用于紫外線固化后再進(jìn)行熱固化的厚涂層。紫外線引發(fā)劑包括常見的基于自由基的系統(tǒng),,如 Irgacure 2022(BAPO/∝-羥基酮),。蒸發(fā)涂層基材的厚度與紫外線固化涂層的熱穩(wěn)定性相對(duì)應(yīng)。UV 固化 PBI 涂層顯示電氣性能(左)和附著力測(cè)試(右),。電氣結(jié)果表明 I-V 圖下部區(qū)域的曲線電流非常低(高介電值),。附著力測(cè)試全部通過了修改后的 ASTM 方法,這是 UV 固化 PBI 涂層的常見觀察結(jié)果,。PBI塑料常用于制造飛機(jī)零部件和衛(wèi)星部件,。
PBI涂層表征方法:涂層附著力和劃痕試驗(yàn):使用交叉切割試驗(yàn)確定涂層與基材分離的阻力。使用工具在涂層表面切割出直角格子圖案,,一直穿透到基材,。使用劃痕機(jī)研究涂層的耐刮擦性。為了研究“臨界載荷”,,對(duì)每個(gè)涂層系統(tǒng)進(jìn)行了至少 3 次劃痕試驗(yàn),,速度為 1 mm/s,載荷從 0.5 增加到 100 N,,劃痕距離為 15 mm(圖 1),。滑動(dòng)磨損試驗(yàn):根據(jù) ASTM G176試驗(yàn)臺(tái),,在塊環(huán)上進(jìn)行滑動(dòng)摩擦和磨損試驗(yàn)(圖 2),。將固定涂層壓在旋轉(zhuǎn)的金屬環(huán)上。使用的對(duì)應(yīng)物是 100 個(gè) Cr6 鋼環(huán),,外徑為 13 mm,,平均表面粗糙度為 Ra≈ 0.2 μm。測(cè)試在室溫下的干滑動(dòng)條件下進(jìn)行,,參數(shù)如下:標(biāo)稱初始接觸壓力 = 0.5 MPa,、滑動(dòng)速度 = 1 m/s、測(cè)試時(shí)間 = 2 h,。磨損量通過白光顯微鏡測(cè)量,。在軌道交通車輛中,PBI 塑料用于制造內(nèi)飾和關(guān)鍵部件,,提升車輛性能,。江蘇PBI齒輪機(jī)加工
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,。PBI耐磨條加工
PBI 和吸濕 - 基本原理:PBI 的吸水率與當(dāng)時(shí)的水分壓(即相對(duì)濕度百分比)成正比,,其平衡飽和度隨相對(duì)濕度百分比的變化而變化,符合亨利定律,。相對(duì)濕度為 30% 時(shí),,平衡飽和度約為 4.5%;相對(duì)濕度為 50% 時(shí),,平衡飽和度約為 7%。在 80%R.H. 及以上時(shí),,平衡飽和度達(dá)到較大值 11.7%,。吸附能力不受溫度影響,除非溫度影響到相對(duì)濕度的百分比,。在許多情況下,,如果管理得當(dāng),這些不良影響是可以消除或減輕的,。本指南就是為此目的而設(shè)計(jì)的,。研究人員還應(yīng)考慮采用化學(xué)交聯(lián)步驟,以同時(shí)提高混合膜的 H2 滲透性和選擇性,,尤其是在高溫條件下,。PBI耐磨條加工