CB6956 Polybenzimidazole en poudre (PBI en poudre)

Poudre de polybenzimidazole (PBI) Description

La poudre de PBI représente le summum de la performance des polymères à haute température et se distingue par sa stabilité thermique exceptionnelle. Elle présente une température de transition vitreuse (Tg) de 435°C - l'une des plus élevées de tous les polymères commerciaux - sans point de fusion observable, ce qui permet un service continu dans l'air à 400°C et une exposition à court terme jusqu'à 500°C. Son extrême résistance aux flammes est quantifiée par un indice d'oxygène de 58%, dépassant de loin la plupart des plastiques techniques (par exemple, PEEK : 35%), ce qui le rend intrinsèquement ininflammable et auto-extinguible.

Sur le plan mécanique, le PBI offre une résistance remarquable à des températures élevées : résistance à la traction de 130 MPa, module d'élasticité de 5,5 GPa et dureté Shore D de 97, tout en conservant un allongement à la rupture de 20 %, ce qui est inhabituel pour un matériau aussi rigide. Cet équilibre garantit la durabilité sous des contraintes extrêmes sans fragilité.

Sur le plan électrochimique, le PBI agit comme un isolant supérieur, avec une résistivité volumique atteignant 2×10¹⁵ Ω-cm et une rigidité diélectrique de 23 kV/mm. Sa constante diélectrique reste exceptionnellement stable (3,3-3,4) à travers les fréquences (1 kHz-0,1 MHz), associée à des facteurs de dissipation ultra-faibles (tan δ <0,003), critiques pour les applications aérospatiales/énergétiques.

Sur le plan chimique, le PBI résiste à pratiquement tous les milieux agressifs : acides forts (H2SO4 concentré, HNO3), bases (NaOH à 50 %), solvants organiques (cétones, alcools, carburants) et à la vapeur, surpassant le PTFE dans les environnements alcalins. Il résiste également aux rayonnements de haute énergie (gamma/rayons X) et présente un dégazage négligeable dans le vide.

Moulée par compression (poudre→billets) ou par coulée en solution (pour les films/fibres), la poudre de PBI forme des composants pour les tuyères de fusées, les fixations de semi-conducteurs, les équipements de lutte contre les incendies et les membranes de piles à combustible. Ses seules limites sont son coût élevé et sa couleur ambre foncé.

Applications de la poudre de polybenzimidazole (poudre de PBI)

La poudre de PBI joue un rôle essentiel dans l'aérospatiale et la défense, en fabriquant des joints de moteurs de fusée, des systèmes de protection thermique et des composants de véhicules de rentrée qui supportent des températures supérieures à 400°C et des contraintes aérodynamiques extrêmes. Elle permet de fabriquer des équipements industriels à haute température tels que des joints de vannes chimiques, des cages de roulement et des bagues non lubrifiées dans les raffineries, où elle résiste aux milieux corrosifs (acides, bases, vapeur) et à l'usure abrasive. Dans les technologies de l'énergie, les membranes à base de PBI sont essentielles pour les piles à combustible (électrolyseurs PEM), car elles tirent parti de la conductivité des protons dans des conditions de faible humidité et de stabilité thermique. La poudre est moulée par compression pour fabriquer des équipements de lutte contre l'incendie (cagoules, gants) et des barrières anti-incendie pour l'aviation, en tirant parti de sa résistance inhérente aux flammes (OI 58 %) et de l'absence d'émissions de fumées toxiques. La fabrication de semi-conducteurs fait appel au PBI pour les dispositifs de manipulation des plaquettes, les composants de gravure au plasma et les isolateurs de chambre à vide, en raison de son très faible dégazage, de sa stabilité aux rayonnements et de sa constance diélectrique. Les nouvelles utilisations comprennent les outils de forage de puits profonds pour l'extraction géothermique/pétrolière et les films coulés en solution (par exemple, qualité VR05) pour les boucliers thermiques légers dans les véhicules électriques. Sa durabilité inégalée dans des environnements thermiques/chimiques extrêmes justifie son adoption malgré des coûts plus élevés.

Emballage de la poudre de polybenzimidazole (poudre PBI)

Nos produits sont emballés dans des cartons personnalisés de différentes tailles en fonction des dimensions du matériau. Les petits articles sont solidement emballés dans des boîtes en PP, tandis que les articles plus volumineux sont placés dans des caisses en bois personnalisées. Nous veillons à respecter strictement la personnalisation de l'emballage et à utiliser des matériaux de rembourrage appropriés pour assurer une protection optimale pendant le transport.

Emballage : Carton, caisse en bois ou sur mesure.

Veuillez consulter les détails de l'emballage fournis à titre de référence.

Processus de fabrication

1.méthode d'essai

(1)Analyse de la composition chimique - vérifiée à l'aide de techniques telles que GDMS ou XRF pour garantir la conformité aux exigences de pureté.

(2)Essai des propriétés mécaniques - Comprend des essais de résistance à la traction, de limite d'élasticité et d'allongement pour évaluer les performances du matériau.

(3)Contrôle dimensionnel - Mesure de l'épaisseur, de la largeur et de la longueur pour s'assurer du respect des tolérances spécifiées.

(4)Contrôle de la qualité de la surface - recherche de défauts tels que des rayures, des fissures ou des inclusions par un examen visuel et ultrasonique.

(5)Essai de dureté - Détermination de la dureté du matériau pour confirmer l'uniformité et la fiabilité mécanique.

Veuillez vous référer aux procédures d'essai SAM pour des informations détaillées.

Poudre de polybenzimidazole (PBI) FAQs

Q1. Qu'est-ce qui définit la capacité principale de la poudre de PBI ?

La poudre de PBI offre une stabilité thermique inégalée (utilisation continue : 400°C ; T_g : 435°C), une résistance inhérente aux flammes (indice d'oxygène : 58%) et une résistance chimique extrême (insensible aux acides, aux bases, aux solvants, à la vapeur) - surpassant le PEEK, le PTFE et les métaux dans les environnements critiques à fortes contraintes.

Q2. Quelles sont les principales applications industrielles ?

Essentiel pour les boucliers thermiques de l'aérospatiale (tuyères de fusées, véhicules de rentrée), les joints/soupapes de l'industrie chimique (résiste à 98 % au H2SO4), les membranes d'échange de protons des piles à combustible (conductivité des protons à haute température), l'équipement des pompiers (cagoules/gants) et les fixations des semi-conducteurs (faible dégazage dans le vide/plasma).

Q3. Comment le produit est-il transformé en composants ?

Il est transformé par moulage par compression (poudre → billettes à 400-450°C) ou par coulée en solution (dissous dans DMAc/LiCl pour les films/fibres). Des qualités comme VR05 (qualité film) permettent l'utilisation de revêtements ultra-minces (<50 μm) pour les barrières thermiques flexibles.

Informations connexes

1)Méthodes de préparation courantes

La poudre de PBI est synthétisée par une réaction de polycondensation en solution à haute température entre le 3,3',4,4'-tétraaminobiphényle (TAB) et l'isophtalate de diphényle (DPIP) dans un système de solvants. Le processus commence par un séchage rigoureux des monomères sous vide pour éliminer l'humidité et l'oxygène. La polymérisation se produit dans des solvants d'acide polyphosphorique (PPA) ou de N-méthyl-2-pyrrolidone (NMP) à 200-250°C sous une atmosphère inerte (azote/argon), le PPA agissant à la fois comme solvant et comme agent déshydratant pour faciliter la formation du cycle imidazole. La réaction progresse selon un mécanisme en deux étapes : l'échange initial ester-amine à basse température (≤150°C) forme des prépolymères solubles, suivi d'une cyclisation thermique à ≥200°C pour générer des anneaux benzimidazoles rigides. Après 4 à 12 heures, la solution visqueuse est trempée dans de l'eau ou des bains alcalins, précipitant le polymère sous la forme d'un solide fibreux. Ce PBI brut est purifié par lavage à reflux (méthanol/KOH) pour éliminer les catalyseurs/oligomères, puis broyé mécaniquement en une fine poudre. Les étapes finales comprennent le séchage sous vide à 150-200°C pour obtenir un taux d'humidité <0,1% et le tamisage pour contrôler la distribution de la taille des particules (typiquement 10-200 μm) pour les applications de moulage, de coulage de film (par exemple, qualité VR05) ou d'extrusion de fibres. Les voies alternatives comprennent la polymérisation solide-fondue pour des poids moléculaires plus élevés, mais nécessitent des températures extrêmes (>400°C) et des réacteurs spécialisés.