簡介
聚苯並咪唑
polybenzimidazoles
主鏈含重複苯並咪唑環的一類聚合物。
英文縮寫PBI。
成分
由芳族四胺和脂族或芳族二羧酸酯製備的聚苯並咪唑結構為:
式中R為桟H2棥?O椀齲珹r為芳香環結構。聚烷基苯並咪唑的密度1.2克/厘米3,玻璃化溫度234~275℃;全芳族聚苯並咪唑的密度1.3~1.4克/厘米3,玻璃化溫度比前者高100~250℃。聚苯並咪唑最突出的優點是瞬間耐高溫性,烷基PBI在465~475℃才完全分解,芳基PBI在538℃尚不分解,900℃失重僅30%,常期使用溫度300~370℃。此外耐酸鹼介質、耐焰和有自滅性、良好的機械和電絕緣性,熱收縮極小。由多胺與二酸或二酯在高溫下熔融縮聚,先生成可溶性的聚氨基醯胺,然後通過脫水環化反應生成咪唑環聚合物。高溫(400℃)處理到完全固化後,聚合物變為不溶不熔。典型的聚合物由3,3′-二氨基聯苯和間苯二甲酸二苯酯縮合而成,其纖維稱PBI纖維。
編輯本段套用
聚苯並咪唑可作高溫結構膠粘劑,對不鏽鋼、鈦合金的粘合強度在537℃為960.4牛頓/厘米2,纖維可作耐焰織物和燒蝕材料,在宇航中有較好前景,其他如作耐熱薄膜、隔膜、增強塑膠、泡沫材料等。但價格昂貴、製備工藝複雜,加工困難,影響了它的套用開發。詞條圖冊更多圖冊
主鏈含有重複的苯並咪唑環的聚合物。英文縮寫為PBI。1961年C.S.馬維爾和 H.沃格爾首先報導了全芳族聚苯並咪唑的研究。美國杜邦公司首先開發、製成纖維。其發展速度在各種雜環高分子中,僅次於聚醯亞胺。
性質
聚烷基苯並咪唑的密度約1.2克/厘米3,玻璃化溫度234~275℃;全芳族聚苯並咪唑密度1.3~1.4克/厘米3,玻璃化溫度比聚烷基苯並咪唑高100~250℃。PBI的特點是瞬時耐高溫性優良,在538℃尚不分解。它的預聚體能溶於二甲基甲醯胺、六亞甲基磷醯胺、甲酸等極性溶劑中,但一旦在400℃處理到固化完全後,分子量增大,溶解度降低,就成為不溶、不熔的樹脂。
聚合 PBI可由芳族四胺和脂族或芳族二羧酸酯或其衍生物縮合聚合製得: