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聚醚酰亚胺PEI在制氢电解槽极框的应用

作者: 编辑: 来源: 发布日期: 2025.05.30
信息摘要:
在制氢电解槽中,极框是电解槽单槽的核心结构部件,主要用于支撑电极、分隔电解液、传导电流并实现密封功能。聚醚酰亚胺(PEI)作为一种高性能热塑…

        在制氢电解槽中,极框是电解槽单槽的核心结构部件,主要用于支撑电极、分隔电解液、传导电流并实现密封功能。聚醚酰亚胺(PEI)作为一种高性能热塑性工程塑料,在制氢电解槽塑料极框领域展现出独特的应用潜力。

 

        聚醚酰亚胺(PEI)是一种高性能无定形热塑性工程塑料,兼具芳香族酰亚胺的耐高温性和醚键的柔韧性。其分子结构中的酰亚胺环赋予其优异的化学稳定性,而醚键则提升了加工性能。

        PEI密度为 1.27-1.42 g/cm³,玻璃化温度(Tg)达217℃,连续使用温度可超过 170℃,短期耐热性可达200℃,凭借PEI综合性能优势,成为极框制造的理想材料。

        耐腐蚀性与化学稳定性:由于PEI 分子骨架的化学惰性,PEI在强酸、强碱环境中表现出卓越的耐腐蚀性,可避免因介质腐蚀导致的设备寿命缩短问题。例如,在酸性制氢环境下,PEI薄膜的耐腐蚀时间可达 3000小时以上,远超传统PEM材料的500小时。

         机械性能与耐久性: PEI具有卓越的强度和模量,抗压强度显著高于PPSUPSU 等材料,能长期承受电解槽高压(>30 MPa)环境。在高温高湿条件下,PEI的吸水率仅 0.7%,且离子析出率极低,可避免质子交换膜污染,延长电解槽寿命。

        加工与设计灵活性:PEI 同样可通过注塑成型实现复杂结构加工,支持薄壁和轻量化设计,减少二次加工成本。

 

        PEI主要应用在纯水PEM ,耐酸等制氢场景中,其抗蠕变性可提供长期稳定密封,避免氢气/氧气交叉渗透,保障系统安全性,其高模量特性支撑高压电解槽的稳定运行。如上海斐业精密机械采用SABIC ULTEM™树脂制造的极框,已通过10000小时耐久性测试。

 

        SABICULTEM ™树脂具有出色的抗蠕变性能,可以为电解槽组件提供长期稳定的密封性。这款特殊的聚醚酰亚胺(PEI)材料还具有极高的耐水解性,能够最大限度地减少设备因长时间运行而出现故障的情况。此外,这项材料的离子污染物析出率非常低,有助于延长交换膜的使用寿命。与其他材料解决方案相比, ULTEM 树脂还可以通过注塑成型工艺提高设计自由度、减轻重量并避免成本高昂的二次加工操作。

 

        与聚苯砜(PPSU)、聚砜( PSU)和聚醚砜(PES材料相比,SABIC ULTEM聚醚酰亚胺PEI树脂具有更高的模量(例如,其拉伸模量为 3200兆帕,弯曲模量为3300兆帕)、更高的抗压强度以及更好的抗蠕变性和抗疲劳性。得益于此类优势,质子交换膜水电解槽制造商能够加快装配速度,并提高设备在长周期运行中的可靠性。

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