CB6956 Polybenzimidazol-Pulver (PBI-Pulver)

Polybenzimidazol-Pulver (PBI-Pulver) Beschreibung

PBI-Pulver stellt die Spitze der Hochtemperatur-Polymerleistung dar und zeichnet sich durch seine außergewöhnliche thermische Stabilität aus. Es weist eine Glasübergangstemperatur (Tg) von 435°C auf - eine der höchsten aller handelsüblichen Polymere - und hat keinen erkennbaren Schmelzpunkt, was einen Dauereinsatz an der Luft bei 400°C und eine kurzzeitige Exposition bei bis zu 500°C ermöglicht. Seine extreme Flammbeständigkeit wird durch einen Sauerstoffindex von 58 % quantifiziert, der die meisten technischen Kunststoffe (z. B. PEEK: 35 %) weit übertrifft und es von Natur aus nicht entflammbar und selbstverlöschend macht.

Mechanisch gesehen bietet PBI eine bemerkenswerte Festigkeit bei hohen Temperaturen: eine Zugfestigkeit von 130 MPa, ein Elastizitätsmodul von 5,5 GPa und eine Shore D-Härte von 97, bei einer Bruchdehnung von 20 % - ungewöhnlich für ein derart starres Material. Diese Ausgewogenheit gewährleistet Beständigkeit unter extremer Belastung ohne Sprödigkeit.

Elektrochemisch gesehen ist PBI ein hervorragender Isolator mit einem spezifischen Volumenwiderstand von 2×10¹⁵ Ω-cm und einer Durchschlagfestigkeit von 23 kV/mm. Seine Dielektrizitätskonstante bleibt über alle Frequenzen (1 kHz-0,1 MHz) hinweg außerordentlich stabil (3,3-3,4), verbunden mit extrem niedrigen Verlustfaktoren (tan δ <0,003), was für Anwendungen in der Luft- und Raumfahrt sowie im Energiesektor entscheidend ist.

Chemisch gesehen widersteht PBI praktisch allen aggressiven Medien: starken Säuren (konzentrierte H2SO4, HNO3), Basen (50 % NaOH), organischen Lösungsmitteln (Ketone, Alkohole, Kraftstoffe) und Dampf und übertrifft PTFE in alkalischen Umgebungen. Es widersteht auch hochenergetischer Strahlung (Gamma- und Röntgenstrahlen) und zeigt vernachlässigbare Ausgasungen im Vakuum.

PBI-Pulverwird durch Formpressen (Pulver→Knüppel) oder Lösungsgießen (für Filme/Fasern) zu Komponenten für Raketendüsen, Halbleiterarmaturen, Feuerlöschgeräte und Brennstoffzellenmembranenverarbeitet. Die einzigen Einschränkungen sind die hohen Kosten und die dunkle bernsteinfarbene Färbung.

Polybenzimidazol-Pulver (PBI-Pulver) Anwendungen

PBI-Pulver spielt in der Luft- und Raumfahrt sowie im Verteidigungsbereich eine wichtige Rolle bei der Herstellung von Dichtungen für Raketentriebwerke, Wärmeschutzsystemen und Komponenten für Wiedereintrittsfahrzeuge, die Temperaturen von über 400 °C und extremen aerodynamischen Belastungen standhalten müssen. Es ermöglicht Hochtemperatur-Industrieanlagen wie chemische Ventildichtungen, Lagerkäfige und ungeschmierte Buchsen in Raffinerien, wo es korrosiven Medien (Säuren, Basen, Dampf) und abrasivem Verschleiß widersteht. In der Energietechnik sind Membranen auf PBI-Basis für Brennstoffzellen (PEM-Elektrolyseure) unverzichtbar, da sie die Protonenleitfähigkeit bei niedriger Luftfeuchtigkeit und thermischer Stabilität nutzen. Das Pulver wird zu Feuerlöschgeräten (Hauben, Handschuhe) und Brandschutzbarrieren für die Luftfahrt formgepresst, wobei seine inhärente Flammenbeständigkeit (OI 58 %) und die Tatsache, dass es keine giftigen Dämpfe emittiert, genutzt werden. In der Halbleiterherstellung wird PBI für Wafer-Handhabungsvorrichtungen, Plasmaätzkomponenten und Vakuumkammerisolatoren aufgrund der extrem geringen Ausgasung, der Strahlungsstabilität und der dielektrischen Konsistenz verwendet. Zu den aufkommenden Anwendungen gehören Tiefbohrwerkzeuge für die Erdwärme- und Erdölgewinnung sowie im Lösungsgussverfahren hergestellte Folien (z. B. VR05) für leichte Hitzeschilde in Elektrofahrzeugen. Seine unübertroffene Haltbarkeit in extremen thermischen/chemischen Umgebungen rechtfertigt seinen Einsatz trotz höherer Kosten.

Polybenzimidazol-Pulver (PBI-Pulver) Verpackung

Unsere Produkte werden in kundenspezifischen Kartons verschiedener Größen verpackt, die auf den Materialabmessungen basieren. Kleine Artikel werden sicher in PP-Kartons verpackt, während größere Artikel in maßgeschneiderte Holzkisten gelegt werden. Wir sorgen für eine strikte Einhaltung der Verpackungsanpassung und die Verwendung geeigneter Polstermaterialien, um einen optimalen Schutz während des Transports zu gewährleisten.

Verpackung: Karton, Holzkiste, oder kundenspezifisch.

Bitte sehen Sie sich die Verpackungsdetails zu Ihrer Information an.

Herstellungsprozess

1)Prüfverfahren

(1)Analyse der chemischen Zusammensetzung - Verifiziert mit Techniken wie GDMS oder XRF, um die Einhaltung der Reinheitsanforderungen zu gewährleisten.

(2)Prüfung der mechanischen Eigenschaften - Umfasst Tests der Zugfestigkeit, Streckgrenze und Dehnung zur Bewertung der Materialleistung.

(3)Maßprüfung - Misst Dicke, Breite und Länge, um die Einhaltung der vorgegebenen Toleranzen zu gewährleisten.

(4)Prüfung der Oberflächenqualität - Überprüfung auf Defekte wie Kratzer, Risse oder Einschlüsse durch Sicht- und Ultraschallprüfung.

(5)Härteprüfung - Bestimmung der Materialhärte zur Bestätigung der Gleichmäßigkeit und mechanischen Zuverlässigkeit.

Detaillierte Informationen entnehmenSie bitte den SAM-Prüfverfahren.

Häufig gestellte Fragen zu Polybenzimidazol-Pulver (PBI-Pulver)

Q1. Was macht die Kernfähigkeit von PBI Pulver aus?

PBI-Pulver bietet eine unübertroffene thermische Stabilität (Dauereinsatz: 400°C; T_g: 435°C), inhärente Flammbeständigkeit (Sauerstoffindex: 58%) und extreme chemische Beständigkeit (immun gegen Säuren, Basen, Lösungsmittel, Dampf) - und übertrifft damit PEEK, PTFE und Metalle in kritischen, stark beanspruchten Umgebungen.

Q2. Wichtigste industrielle Anwendungen?

Unverzichtbar für Hitzeschilde in der Luft- und Raumfahrt (Raketendüsen, Wiedereintrittsfahrzeuge), Dichtungen/Ventile in der chemischen Industrie (beständig gegen 98 % H2SO4), Protonenaustauschmembranen für Brennstoffzellen (hohe T-Protonenleitfähigkeit), Feuerwehrausrüstung (Hauben/Handschuhe) und Halbleiterarmaturen (geringe Ausgasung im Vakuum/Plasma).

Q3. Wie wird es zu Komponenten verarbeitet?

Durch Formpressen (Pulver → Knüppel bei 400-450°C) oder Lösungsgießen (gelöst in DMAc/LiCl für Filme/Fasern). Qualitäten wie VR05 (Filmqualität) ermöglichen die Verwendung ultradünner Beschichtungen (<50 μm) für flexible Wärmesperren.

Verwandte Informationen

1.übliche Zubereitungsmethoden

PBI-Pulver wird durch eine Hochtemperatur-Lösungspolykondensationsreaktion zwischen 3,3',4,4'-Tetraaminobiphenyl (TAB) und Diphenylisophthalat (DPIP) in einem Lösungsmittelsystem synthetisiert. Der Prozess beginnt mit einer rigorosen Trocknung der Monomere unter Vakuum, um Feuchtigkeit und Sauerstoff zu entfernen. Die Polymerisation erfolgt in Polyphosphorsäure (PPA) oder N-Methyl-2-Pyrrolidon (NMP) als Lösungsmittel bei 200-250°C unter einer inerten Atmosphäre (Stickstoff/Argon), wobei PPA sowohl als Lösungsmittel als auch als Dehydratisierungsmittel fungiert, um die Bildung des Imidazolrings zu erleichtern. Die Reaktion verläuft über einen zweistufigen Mechanismus: Zunächst bildet der Ester-Amin-Austausch bei niedriger Temperatur (≤150°C) lösliche Präpolymere, gefolgt von einer thermischen Zyklisierung bei ≥200°C zur Bildung starrer Benzimidazolringe. Nach 4-12 Stunden wird die viskose Lösung in Wasser oder alkalischen Bädern abgeschreckt, wobei das Polymer als faseriger Feststoff ausfällt. Dieses rohe PBI wird durch Rückflusswäsche (Methanol/KOH) gereinigt, um Katalysatoren/Oligomere zu entfernen, und dann mechanisch zu einem feinen Pulver vermahlen. Die letzten Schritte umfassen die Vakuumtrocknung bei 150-200 °C, um einen Feuchtigkeitsgehalt von <0,1 % zu erreichen, und das Sieben, um die Partikelgrößenverteilung (typischerweise 10-200 μm) für das Formen, Foliengießen (z. B. VR05) oder die Faserextrusion zu kontrollieren. Zu den alternativen Verfahren gehört die Schmelzfestpolymerisation für höhere Molekulargewichte, die jedoch extreme Temperaturen (>400°C) und spezielle Reaktoren erfordert.