Полибензимидазол
-
История открытия и развития
- Полибензимидазол (PBI) был открыт в 1950-х годах Карлом Шиппом Марвелом.
- В 1961 году PBI был разработан Н. Фогелем и К.С. Восхитом.
- В 1963 году НАСА и Лаборатория материалов ВВС начали работу с PBI.
- В 1969 году ВВС США выбрали PBI для защиты астронавтов.
- В 1980-х годах PBI внедрен в пожарную службу и авиационную технику.
- В 1990-х годах появились короткозамкнутые волокна PBI для тормозных систем и противопожарные слои для сидений.
-
Свойства PBI
- PBI представляет собой твердое вещество от желтого до коричневого цвета.
- Растворимость PBI спорна, но он устойчив к кислотам и щелочам.
- PBI обладает высокой термической стабильностью и огнестойкостью.
- PBI влагоотводящий материал, что делает его удобным в носке.
-
Синтез и производство
- PBI синтезируется путем реакции конденсации дифенилизофталата и 3,3’,4,4’-тетрааминодифенила.
- Процесс синтеза включает две стадии: форполимер и конечный продукт.
- PBI обычно используется в волокнистой форме, полученной из раствора диметилацетамида.
-
Приложения
- До 1980-х годов PBI применялся в противопожарной защите и термозащитной одежде.
- В 1990-х годах разработаны формованные детали и микропористые мембраны.
- PBI используется для защитной одежды, включая снаряжение пожарных и костюмы астронавтов.
- PBI также применяется в алюминизированном аварийно-спасательном снаряжении и одежде для промышленных рабочих.
-
Высокая температура разложения PBI
- PBI начинает разлагаться при 1300 °F, что выше температуры смешивания Nomex и кевлара
- Обеспечивает превосходную защиту от вскрытия и перегрева
-
Мембраны из PBI
- Используются для электродиализа, обратного осмоса и ультрафильтрации
- Применяются для разделения газов благодаря плотной цепной упаковке
- Легируются кислотой для улучшения проводимости, но это снижает механическую прочность
-
Формованная смола PBI
- Обладает прочностью на сжатие 58 кси, на растяжение 23 кси и на изгиб 32 кси
- Сохраняет свойства при температуре до 700 °F
- Применяется в химической промышленности и нефтедобыче для уплотнений
-
Электролит топливного элемента
- Образует комплексы с сильными кислотами, что делает его проводящим протоны
- Стабилен при температуре 150°C, гелевые мембраны PBI стабильны при 160°C
- Легированный PBI/H3PO4 обладает электропроводностью и хорошей механической прочностью
-
Замена асбеста
- PBI заменяет асбест в перчатках для работы при высоких температурах
- Перчатки из PBI дешевле и мягче, чем из асбеста
- PBI не токсичен и обрабатывается на стандартном оборудовании
-
Фильтрация дымовых газов
- PBI устойчив к кислотам, истиранию и термической стабильности
- Подходит для фильтрации дымовых газов угольных котлов
-
Рекомендации
- PBI обладает химической стойкостью, низкой электропроводностью и стойкостью к истиранию
- Не воспламеняется и не тлеет, устойчив к плесени и старению