沉析纤维尺寸和含量对间位芳纶纸性能的影响

使用不同目数的筛网对自制的Z沉析纤维进行筛分,将得到的不同尺寸的沉析纤维与间位芳纶短切纤维按一定质量比配抄成纸,制备间位芳纶纸;通过红外光谱、X射线衍射、扫描电镜及热失重、动态滤水分析对自制的Z沉析纤维的化学结构、热性能、动态滤水性能进行表征,并与进口的J沉析纤维对比;研究了沉析纤维的尺寸和含量对间位芳纶纸性能的影响。结果表明:Z沉析纤维与J沉析纤维均为膜状结构,化学结构基本一致,动态滤水性能及热性能相当;经30目或50目的筛网筛分后的沉析纤维可以与短切纤维更好地抱合,间位芳纶纸的抗张强度、断裂伸长率、撕裂度、击穿强度均达到较大值;间位芳纶纸的撕裂度随沉析纤维含量的增加逐渐降低,间位芳纶纸的抗张强度、断裂伸长率、击穿强度随沉析纤维含量的增加呈现先增后降的变化趋势,当沉析纤维质量分数为55%时,间位芳纶纸的抗张强度、断裂伸长率、击穿强度均达到最大值,分别为3.0 kN/m、5.50%、18.7 kV/mm。

沉析纤维长度对间位芳纶纸性能的影响

本研究采用槽式打浆机得到不同长度的间位芳纶沉析纤维(简称沉析纤维),与间位芳纶短切纤维混合,通过湿法成形工艺制备间位芳纶配抄纸(简称配抄纸),并探究沉析纤维长度对配抄纸性能的影响。结果表明,随着沉析纤维长度的降低,配抄纸的透气度先下降后上升,抗张强度、断裂伸长率及电气强度则先上升后下降。当沉析纤维长度为0.9 mm时,配抄纸的各项性能最佳:透气度为2.59μm/(Pa·s),抗张强度为863 N/m,断裂伸长率为2.54%,电气强度为6.82 kV/mm。

石墨烯/碳纤维/芳纶电磁屏蔽纸的制备与性能研究

本研究以耐高温的芳纶短切纤维和芳纶沉析纤维为纸基纤维材料,导电性优良的碳纤维为导电骨架,石墨烯为电磁屏蔽增强材料,结合抄纸和涂布工艺制备得到石墨烯/碳纤维/芳纶电磁屏蔽纸。结果表明,制备的石墨烯/碳纤维/芳纶电磁屏蔽纸具有“三明治结构”,其厚度为333.9µm时,在X波段的电磁屏蔽效能SE_(T)高达70.3 dB,电导率高达1685 S/m,兼有较好的耐高温性和耐腐蚀性。

基于废弃ACFs/PPS复合纸的纳米芳纶凝胶的制备

利用废弃对位芳纶(ACFs)/聚苯硫醚(PPS)复合纸,通过打浆法和去质子化法相结合的方式,“自上而下”地制备纳米对位芳纶(ANFs)凝胶,并表征了ANFs凝胶结构与性能之间的关系。使用傅里叶变换红外光谱仪和扫描电子显微镜表征了ANFs的结构和微观形貌,结果表明成功制备了ANFs凝胶。抽滤、烘干后的未经任何处理的ANFs薄膜的拉伸强度可达20 MPa,表明ANFs具有优异的拉伸性能。ANFs薄膜在200~400 nm的透射率约为5%,表明ANFs凝胶若作为纸基施胶剂,可有效保护纸基材料在极端环境下的使用。

短切纤维特性对间位芳纶纸电气绝缘性能的影响

本文研究了短切纤维特性对间位芳纶纸击穿强度、电导率、陷阱特性和力学相关性能的影响。结果表明,在参照样品(直径为25μm、长度为6 mm、结晶温度为300℃、沉析纤维与短切纤维的配比为7∶3)的基础上,纤维直径增加至45μm会降低沉析对短切纤维的包覆程度,诱发界面孔隙,芳纶纸的击穿强度和拉伸强度降幅可达16%和24%;纤维长度增加至18 mm,会造成短切纤维翘曲并形成“硬质”界面,击穿强度降幅可达63%,拉伸强度则无明显变化;结晶温度降低至230℃,会降低短切纤维结构稳定性,导致其热压熔融,击穿强度和拉伸强度降幅可达36%和50%;当短切纤维配比增加时,芳纶纸的击穿强度随致密度呈先升后降趋势,拉伸强度则随短切纤维含量的增加单调递增,体现了短切纤维对芳纶纸稳定成型的必要性和过量短切纤维对绝缘的削弱作用。此外,低击穿强度芳纶纸会呈现电导率提高和电荷陷阱浅化的现象,可作为芳纶纸绝缘性能判别的参考指标。

超高耐电击穿聚酰亚胺绝缘纸的制备

对聚酰亚胺(PI)纤维和芳纶1313沉析纤维进行抄造,采用斜网成型技术,并用PI树脂喷涂制成PI纤维绝缘纸,对绝缘纸生产中的打浆处理、湿法成型、浸渍、压光、热压、喷涂、硫化等工艺技术路线进行了介绍。将PI纤维绝缘纸与国内外部分芳纶绝缘纸进行了性能对比,结果表明,PI纤维绝缘纸的抗张强度、断裂伸长率和击穿强度都高于其他芳纶绝缘纸的,击穿强度达到了38.3 kV/mm,属于H级以上的绝缘纸。

碳纤维/芳纶复合纸的结构和性能

研究了不同分散剂对碳纤维浆料的分散效果,结合光学显微镜(LM)、扫描电子显微镜(SEM)、热重分析仪(TGA)、傅里叶红外光谱仪(FTIR)和纸页力学性能测试等方法系统研究了碳纤维/芳纶复合纸的微观形貌、热力学行为,并分析了碳纤维/芳纶复合纸的力学性能,建立了碳纤维/芳纶复合纸内部碳纤维含量与介电性能的函数关系,为电磁屏蔽领域提供了具有吸波性能的纸基功能材料。实验结果表明,碳纤维/芳纶复合纸内纤维分布均匀、热稳定性较好、力学性能好、电磁性能稳定可控。

芳纶Ⅲ/聚苯硫醚浆粕悬浮液分散性及成纸初探

芳纶纤维混合悬浮液在水中的分散性对高性能芳纶纸成纸性能及力学性能至关重要。采用聚苯硫醚(PPS)纤维浆粕和芳纶Ⅲ短切纤维为原料,通过湿法抄造及热压的方式制备芳纶Ⅲ/PPS复合纸。重点研究PPS浆粕纤维的直径和打浆程度对芳纶Ⅲ/PPS悬浮液的分散性、复合纸的成纸性能和纸张强度的影响。结果表明,当PPS浆粕纤维直径为6~10μm、打浆程度为额外负载3 kg和打浆时间为15 min时,芳纶Ⅲ/PPS混和悬浮液有良好的分散性且成纸强度高。研究揭示了PPS浆粕纤维形态影响芳纶纤维混合悬浮液的机制,同时为高性能芳纶纸的制备奠定了理论基础。

间位芳纶短切纤维/浆粕的配比对芳纶绝缘纸性能的影响

为了研究间位芳纶短切纤维和浆粕的配比对间位芳纶绝缘纸机械性能和介电性能的影响规律及机理,实验室制备了不同纤维配比的芳纶绝缘纸,测量了芳纶纸的拉伸强度和断裂伸长率,芳纶纸的相对介电常数和介质损耗的频域介电曲线,以及在工频电压下的击穿场强。对比了芳纶绝缘纸和410型Nomex纸的拉伸性能、介电性能以及热稳定性,并结合芳纶纤维的结晶性能及形态分析了纤维配比对芳纶纸拉伸性能和介电性能的影响机理。实验结果表明：随着短切纤维含量的增加,芳纶纸的拉伸强度和断裂伸长率先增大后减小,相对介电常数逐渐减小,介质损耗在低频段（10^-1-10^2 Hz）逐渐增大而在高频段（10^4-10^6 Hz）变化不大,击穿场强随有较大幅度的降低。实验室自制的芳纶绝缘纸的热稳定性已达到Nomex纸的水平,拉伸性能介于Nomex纸横、纵向性能之间。当短切纤维含量较多时,会向芳纶纸中引入较多的微小孔洞,导致芳纶纸的击穿场强有所降低。

对位芳纶纸性能研究

针对对位芳纶纤维(PPTA)的抄造性能,研究了浆粕纤维与短切纤维的纤维形态、纤维配比以及抄造方式对成纸性能的影响,并添加间位芳纶沉析纤维与PPTA配抄来探讨对位芳纶纸的性能。实验结果表明,采用层合法成形,PPTA浆粕纤维与短切纤维质量比为7∶3时,成纸性能达最佳值,并且添加沉析纤维可以明显增强对位芳纶纸的机械性能。

聚芳酰胺纤维纸的研制开发

主要研究了聚芳酰胺纤维纸的生产工艺,包括打浆工艺、热洗工艺、抄造工艺、热压工艺等。

热压工艺对芳香族聚酰胺纤维纸性能的影响

热压是芳纶纤维纸生产中至关重要的工序,本文重点探讨了热压温度和压力对芳纶纤维纸成纸性能的影响,并对其机理作了初步的分析和探讨。试验发现,随着热压温度的升高,芳纶纤维纸的抗张强度和撕裂度先上升后下降,而其耐压强度则随温度的升高呈下降趋势;但是,随着热压过程中线压力的增加,芳纶纤维纸的物理强度和绝缘性能则都呈先上升后下降的变化趋势。

对位芳纶纤维的动态力学分析

基于对对位芳纶纤维及对位芳纶纸进行动态力学分析,探究了对位芳纶纤维在一定频率的交变力作用下的应变行为及纸基材料内部分子的运动。研究表明,温度由低到高时,对位芳纶纸基材料经历了玻璃态、高弹态、黏流态3种不同的状态;由于结晶度较高的对位芳纶短切纤维的贡献,配抄纸样的初始储能模量高于纯浆粕纤维;热压可以使芳纶浆粕纤维发生重结晶,提高结晶度,有利于改善纤维的储能模量;通过动态力学温度谱图,可以从微观角度说明抄造芳纶纸用的对位芳纶短切纤维和对位芳纶浆粕纤维的共混性很好。

间位与对位芳纶纤维造纸性能比较

本文介绍了芳纶1313和芳纶1414短纤维及浆粕纤维的纤维形态,并对比论述了芳纶纤维在造纸过程中的行为和性能。

对位芳纶纤维纸在覆铜板中的应用研究

研究了对位芳纶纤维纸在覆铜板中的应用特性,分析了影响板材性能的关键因素,并针对性地进行改善,研制的芳纶纸基覆铜板具有优良的综合性能,达到国外同类产品的技术水平。

对位芳纶浆粕纤维形态特性与纸张性能

对比分析了进口与国产两种对位芳纶浆粕纤维的微观形态、纤维尺寸分布、比表面积、纸张性能,以及晶态结构、热学性能等特性,并在此基础上探讨了浆粕纤维不同形态结构和性能对所抄芳纶纸增强效果的影响。结果表明,国产芳纶浆粕纤维无论是纸张性能还是结构仍然有较大的改进空间;更柔顺的纤维形态、更大的比表面积、更均匀的纤维尺寸分布以及更加完善的晶态结构均能改善浆粕纤维在复合材料中的增强效果。

芳纶纤维表面改性及其对芳纶纸物理性能的影响

利用磷酸、硅烷偶联剂、硝化/还原改性剂等对芳纶纤维进行改性,再以改性后的芳纶纤维配抄芳纶纸,探讨芳纶纤维表面改性及其对芳纶纸物理性能的影响.结果表明,上述3种改性方法均可以改善芳纶纤维与芳纶浆粕界面的结合,从而提高芳纶纸的强度.

高性能纤维纸的制备与应用

近年来,技术含量高、用途广、附加值高的高性能纤维纸成为研究热点。目前常见的用于制备高性能纤维纸的原料有芳纶、碳纤维、聚酰亚胺纤维、聚对苯撑苯并二噁唑纤维(PBO)、聚苯并咪唑纤维(PBI)、碳化硅纤维、聚四氟乙烯纤维、玄武岩纤维等。加工方法主要分为湿法与干法两种。本文主要介绍了国内外在高性能纤维纸的研究、制备及应用等方面的一些进展,并对今后这一领域的研究重点进行了分析。

芳纶纤维表面改性及其对芳纶纸力学性能的影响

利用氯磺酸、醋酸酐对芳纶短切纤维进行了改性处理,再用处理后的纤维配抄芳纶纸,探讨了处理工艺对芳纶纸力学性能的影响.结果表明,当氯磺酸浓度为2%,处理时间为10min,处理温度为50℃时,芳纶纸的力学性能较好.用100%的醋酸酐对芳纶纤维进行处理然后配抄成纸,所得纸张的抗张指数和撕裂指数分别提高了63.8%和21.4%.另外,芳纶纤维经过醋酸酐浸泡1min后再用甲醇处理3min,芳纶纸的抗张指数和撕裂指数分别提高了84.7%和38.4%.

芳纶/浆粕结构及界面性能研究进展

概述了国内外芳纶/浆粕及其纸张的研究生产及应用现状;综述了芳纶/浆粕结构及其纸基材料界面粘结性能的研究进展。提出从材料学和物理化学角度出发,研究芳纶/浆粕的结构及界面与成纸性能的关系;研究影响界面性能的因素及界面增效方法,提升芳纶纸质量是研究芳纶在纸基材料中应用的关键。