聚苯並咪唑和三聚氰胺
孫江嶽學習翻譯
-共甲醛熱固性塑料的共混物
作者：約翰·克拉恩、克里斯托弗·奧姆、埃裡克·彼得森
研究亮點：一種新的PBI聚合物共混物，它不需要添加劑就能生產薄膜.且PBI與甲基化聚(三聚氰胺-甲醛共反應)[·PMF溶液的熱處理路線所得的PBI-PMF聚合物可以作為在水存在下穩定的獨立薄膜分離。合成並表徵了幾種不同比例的PBI和PMF，新型共混PBI熱固性膜在高溫下具有令人感興趣的氣體滲透性能。
1) 聚苯並咪唑(PBI)
質子化聚合物骨架上的咪唑氮。假設這些酸滲透到PBI基質中；因此，破壞了晶體的堆積或排列，這就產生了有助於膜形成的柔韌的聚合物基質
2）PBI結構填料的表示:π堆積和氫鍵。
3）PBI-PMF假設反應
PBI-PMF縮合的概念性反應示意圖，主要是在PBI用反應性咪唑氮進行的；然而，由於高的熱處理溫度，該反應可以在其它可能的反應點產生隨機交聯，例如PBI上的芳環。此外，PMF的自凝結也是可能的。我們假設PBI主要與PMF的羥基和/或醚鍵反應，在較高的加工溫度下生成水和/或甲醇作為副產物。溶液中的最高PMF濃度為40重量%。
4）PBI和PBI-PMF複合材料的紅外光譜
顯示了從母體PBI樹脂(實心黑色)到PBI-PMF(實心灰色)的各種共混物的傅立葉變換紅外光譜的變化，高達40重量%的PBI-PMF(虛線灰色)。從母體PBI(實心黑線)到PBI-PMF聚合物，光譜中有幾個明顯的變化。
5） PBI-PMF在250℃下連續20小時混合氣體滲透分析
這些數據顯示膜給出了極好的H2/CO2選擇性(α 913)，CO2/CH4選擇性介於6和7之間。
6） 使用混合氣體滲透分析的PBI-PMF活化能圖
對PBI-PMF進行進一步分析，以使用100-250℃的混合氣體滲透分析來確定滲透活化能
由於較大動力學直徑氣體的氣體分析困難，未進行低於100℃的測試。與其他氣體相比，圖中H2的Ep相對平坦，而CO2和CH4的Ep相對平坦更高
7) 結論
開發了一種新的三聚氰胺/聚苯並咪唑基熱固性聚合物，用於生產穩定的平板薄膜。PBI-PMF熱固性塑料基於三聚氰胺共聚甲醛和PBI的交聯，採用了適用於其他高性能聚合物的類似高溫加工方法。新型PBI-PMF熱固性塑料的新穎之處在於聚合物溶液中不使用添加劑(如鋰鹽或酸)。PBI-PMF薄膜的特徵是熱分析、紅外光譜和透氣性。此外，高溫下的長期混合氣體滲透率顯示出良好的H2/CO2和CO2/CH4選擇性，這是由於溫度引起氫氣滲透率隨溫度升高而增加。總的來說，所描述的PBI-PMF共混和加工方法為高溫應用提供了一種製備無添加劑自立膜的合理途徑，該膜將能夠經受住溼氣的暴露。
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