含两个氮原子的苯 并五元杂环刚性链聚合物。一般由芳族四胺与苯二甲酸二苯酯经缩聚和环化而成,反应可在熔融状态或在强
极性溶剂中进行。芳族PBI在
氮气中的
热稳定性大于500℃,引入柔性基团或侧基可改善溶解性、但热稳定性下降。商品名称Celazole PBI。聚间亚苯基联苯并咪唑塑料的
热变形温度430℃,
极限氧指数58,
压缩强度410MPa,
拉伸强度165MPa,
弯曲强度227MPa,与钢的
摩擦系数0.27,
介电常数3.3,耐辐射、耐沸水、耐溶剂、耐化学药品性能优良。可用作耐高温
黏合剂和制作高性能复合材料,广泛应用于宇航、
化工机械、石油开采、汽车等领域,纤维织物则用作防火、防原子辐射的防护服。
由芳族四胺和脂族或芳族二羧酸酯制备的聚苯并咪唑结构为:式中R为烷基碳链,Ar为芳香环结构。聚烷基苯并咪唑的密度1.2克/厘米3,玻璃化温度234~275℃;全芳族聚苯并咪唑的密度1.3~1.4克/厘米3,玻璃化温度比前者高100~250℃。聚苯并咪唑最突出的优点是瞬间耐高温性,烷基PBI在465~475℃才完全分解,芳基PBI在538℃尚不分解,900℃失重仅30% ,常期使用温度300~370℃。此外耐酸碱介质、耐焰和有自灭性、良好的机械和电绝缘性,热收缩极小。
由多胺与二酸或二酯在高温下熔融缩聚,先生成可溶性的聚氨基酰胺,然后通过脱水环化反应生成咪唑环聚合物。高温( 400℃)处理到完全固化后,聚合物变为不溶不熔。典型的聚合物由 3,3′-二氨基联苯和间苯二甲酸二苯酯缩合而成,其纤维称PBI纤维。
聚苯并咪唑可作高温
结构胶粘剂,对不锈钢、钛合金的粘合强度在537℃为 960.4牛顿/厘米2 ,纤维可作耐焰织物和烧蚀材料,在宇航中有较好前景,其他如作耐热薄膜、隔膜、增强塑料、泡沫材料等。但价格昂贵、制备工艺复杂,加工困难,影响了它的应用开发。