PBI Celazole (Polybenzimidazole) Eigenschaften — Complete Engineering Daten Sheet (2026)
Tensile data verified against MatWeb.com database & manufacturer datasheets · Zuletzt aktualisiert July 2026
Published: 2026-05-31
Polybenzimidazole (PBI) ist der highest-temperature engineering polymer in commercial production — es ist NICHT melt-processable (glass transition temperature ~427°C exceeds thermal decomposition onset ~450°C, leaving nein melt-processing window) und...
Polybenzimidazole (PBI) ist der highest-temperature engineering polymer in commercial production — es ist NICHT melt-processable (glass transition temperature ~427°C exceeds thermal decomposition onset ~450°C, leaving nein melt-processing window) und ist produced durch powder sintering/compression molding in simple stock shapes (rods, plates, tubes) welche sind dann machined in finished teile bei enormous kosten. PBI's defining properties: (1) highest heat deflection temperature von any polymer (435°C bei 1.82 MPa); (2) retains mechanical properties bei temperatures das carbonize andere hoch-leistung polymers — tensile strength bei 370°C ist noch 70 MPa (approx 44% room-temperature strength retention); (3) tut nicht melt oder drip wenn exposed zu flame (inherently non-flammable — used in firefighter turnout gear äußere shells, NASA astronaut EVA suit äußere layers); (4) outstanding plasma widerstand in semiconductor etching environments (NF₃, CF₄/O₂, SF₆ plasmas bei 200-400°C — virtually zero particle generation nach plasma exposure, kritisch für wafer-handling components).
PBI's kosten ($2,000-5,000/kg für machined teile — 10-50× PEEK) limits es zu applications wo NEIN andere polymer können survive: semiconductor wafer handling (clamp rings, focus rings, edge rings in plasma etch chambers running bei 300-400°C), nuclear reactor components (steuerung rod bushings, stecker seals — radiation widerstand superior zu PTFE und PEEK), und aerospace thermal isolators (motor proximity sensors, APU abgas seals bei 300-400°C continuous in luft). PBI absorbs moisture readily (auf zu 10% durch weight bei 50% RH) — teile müssen sein baked aus bei 150-200°C vor dimensional-kritisch installation, und dimensional changes due zu humidity cycling in storage können sein 0.5-1.0%.
Recommended Anwendungen
PBI Celazole ist commonly specified für:
⚠ Nicht Recommended Für
PBI Celazole ist nicht recommended für:
- Oxidizing environments über 300°C ohne inert atmosphere (PBI degrades in luft über 400°C)
- Anwendungen requiring processability durch injection molding (PBI ist compression-molded nur — cannot sein injection molded)
- Budget-constrained applications (PBI ist $1,500-2,000/kg — der meiste expensive engineering polymer)
Selection & Application Leitfaden
PBI (polybenzimidazole, Celazole) ist der highest-temperature thermoplastic available, mit continuous service zu 435°C — exceeding even Vespel's 310°C. Choose PBI nur wenn nein andere polymer können survive der thermal environment: rocket nozzles, plasma ausrüstung, und ultra-hoch-temperature insulators. PBI ist extremely expensive ($1,500-2,000/kg), brittle, und processed nur durch compression molding und machining — reserve für truly extreme applications.
Real-World Anwendungen
PBI fabric und composites bereitstellen thermal protection für spacecraft re-entry systems und hoch-geschwindigkeit aircraft wo temperatures exceed 400°C.
PBI fiber ist blended mit andere fibers in firefighter turnout gear, providing der highest thermal protection rating von any textile fiber — tut nicht melt, burn, oder drip.
PBI components bereitstellen electrical insulation in plasma processing ausrüstung und hoch-temperature furnaces wo ceramic alternatives sind zu brittle.
PBI's extremely niedrig outgassing und thermal stability machen es suitable für extreme semiconductor processing chamber components.
Processing & Kosten Considerations
Manufacturing Tips
- PBI ist processed durch compression molding bei 400-450°C unter hoch pressure, dann machined zu final geometry. Es cannot sein injection molded. Norm shapes (rod, plate) sind available von distributors.
- PBI absorbs moisture rapidly (auf zu 4% bei 50% RH) — immer dry vor verwenden bei elevated temperature. Moisture können cause outgassing und dimensional changes in hoch-temperature service.
- PBI ist sehr brittle bei room temperature — handle carefully während machining und assembly. Avoid impact loading und sharp corners in design. Verwenden radii >1mm ein alle internal corners.
PBI ist der meiste expensive engineering polymer bei $1,500-2,000/kg für standard shapes. Dies extreme kosten limits sein verwenden zu applications wo nein alternative exists. Wenn PBI ist specified, der engineer hat bereits determined das alle andere polymers (including Vespel bei $400-1,200/kg und Torlon bei $80-120/kg) sind inadequate für der thermal environment.
Technical Eigenschaften
| Dichte | 1.30 g/cm³ |
|---|---|
| Zugfestigkeit | 160 MPa |
| Schmelzpunkt | Decomposes vor melting (Tm > Tg von 427 °C) |
| Shrinkage Rate | N/EIN (compression molded nur — nicht injection moldable) |
| Flexural Modulus | 6.5 GPa |
| Hdt | 435 °C bei 1.82 MPa |
| Continuous Service Temp | 340 °C (in luft); 540 °C (in inert atmosphere) |
Engineering Werkzeug: Shrinkage & Kosten Estimator
Calculate teil weight, mold cavity dimensions accounting für shrinkage, und material kosten — alle locally in ihr browser.
Equivalents & Cross-References
| Entsprechung / Alternate | Action |
|---|---|
| PBI Leistung Products Celazole | |
| Quadrant EPP PBI | |
| Boedeker PBI |
Frequently Asked Questions
Wenn sollte I specify PBI instead von Vespel?
Specify PBI nur wenn continuous service temperatures exceed 310°C (Vespel's grenze) — solche als 350-435°C environments. Unter 310°C, Vespel ist less expensive, less brittle, und available in mehr grades. PBI ist reserved für truly extreme thermal environments wo es ist der nur polymer option.
Ist PBI flame resistant?
PBI ist inherently flame resistant — es tut nicht melt, drip, oder support combustion in luft. Es hat ein LOI (Limiting Oxygen Index) von 41%, meaning es requires 41% oxygen zu sustain combustion (luft ist 21% oxygen). PBI actually carbonizes und strengthens wenn exposed zu flame, making es der ultimate fire-resistant polymer.
Können PBI sein machined?
Ja, but mit difficulty. PBI ist sehr hard und abrasive — diamond tooling ist recommended. Machining generates significant heat; verwenden coolants und slow feeds. PBI ist brittle und können chip bei sharp edges. Achievable tolerances sind ±0.05mm mit careful machining practices.
Wie tut PBI compare zu ceramic insulators?
PBI ist less brittle als ceramics, können sein machined zu tighter tolerances, und hat unter thermal conductivity (better insulation). However, ceramics withstand higher temperatures (>1000°C) und haben better lang-term dimensional stability. Choose PBI wenn mechanical shock widerstand und machinability matter; ceramics für maximum temperature.
Was ist der moisture absorption von PBI?
PBI absorbs auf zu 4% moisture bei 50% RH — sehr hoch für ein hoch-leistung polymer. Dies ist due zu PBI's basic nitrogen sites das hydrogen-bond mit wasser. Der absorbed moisture acts als ein plasticizer, slightly improving room-temperature toughness but reducing hoch-temperature leistung. Immer dry PBI vor hoch-temperature verwenden.
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References & Industry Standards
- ASTM International. Norm Specifications für Engineering Plastics & Thermoplastics. astm.org
- UL Prospector. Plastics & Elastomers Material Database. ulprospector.com
- MatWeb. Material Property Daten für Engineering Thermoplastics. matweb.com
- ISO 1043. Plastics — Symbols und Abbreviated Terms. iso.org