对位芳纶纸热稳定性及其热分解动力学研究

采用TG-DSC和TG-IR分析由对位芳纶短切纤维和沉析纤维制备的新型对位芳纶纸的热学性能和热分解产物,并借助Coats-Redfern热分析方法探讨其热分解动力学行为。结果表明,该对位芳纶纸热分解过程为三个阶段,100℃以下失去的为结合水,初始分解温度为535℃、TG10%为540℃,800℃时其质量损失为57.2%,且在升温过程中发生裂解但不熔融;热解产物主要为HCN、NO_2、NH_3、NO、CO、CO_2以及H2O。其热分解特性受升温速率影响较大,随升温速率升高,对位芳纶纸的起始分解温度和终止分解温度均向高温区移动;Coats-Redfern动力学方程适用于计算该复合材料的热分解动力学参数,其拟合直线的相关系数均在0.98以上,反应级数为1,并计算了不同速率下对位芳纶纸的活化能E和频率因子A。

对位芳纶沉析纤维及其复合纸的结构与性能

为研究对位芳纶沉析纤维这种新型纤维及其复合纸的结构与性能,文中采用光学显微镜、扫描电镜、原子力显微镜表征了纤维的表观形貌;通过纤维质量分析仪分析了纤维的形态参数;利用压汞仪定量表征了复合纸的结构特征,并综合研究了其力学性能、介电性能和热学性能。结果表明,沉析纤维呈薄膜褶皱状,形态柔顺,表面粗糙,在水相介质中分散均匀;重均长度0.552mm,细小纤维含量71.9%,纤维均一性好,细碎化程度高,有利于成纸的增强;芳纶复合纸的孔隙率为18.33%,孔径为14.64μm,成纸结合相对紧密,类似于钢筋混凝土结构;其拉伸指数为38.8 N·m/g,撕裂指数为18.4 m N·m2/g,耐压强度达到21.8 k V/mm;初始分解温度535℃,t10%为560℃,热学稳定性优异。

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。

对位芳纶沉析纤维对芳纶纸基材料结构和性能的影响

对位芳纶沉析纤维是一种采用物理沉析法制备而得的新型芳纶纤维,为解析这种纤维的形态特征与其芳纶纸基材料(对位芳纶沉析纤维和对位芳纶短切纤维组成)结构和性能之间的相关性,采用扫描电子显微镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)表征了该纤维的表观形貌;通过纤维质量分析仪(Morfi Compact)分析了该纤维的形态参数;利用压汞仪(MIP)测定了芳纶纸基材料的孔隙结构参数;并探讨了对位芳纶沉析纤维对芳纶纸基材料孔隙结构和物理性能的影响。结果表明,对位芳纶沉析纤维呈薄膜褶皱状、形态细小、表面粗糙、易于分散;纤维质均长度为0.479 mm,细小纤维含量为71.9%,尺寸均一性好、细碎化程度高,利于芳纶纸基材料的复合增强;对位芳纶沉析纤维能显著改善芳纶纸基材料的结构,直接影响其机械性能和绝缘性能,最佳含量应为70%左右。

国产对位芳纶纸蜂窝与NH-1蜂窝性能的对比研究

对国产对位芳纶纸与T412 Nomex纸分别制作的3种规格蜂窝,并进行了主要物理和力学性能对比分析。结果表明,国产对位芳纶纸蜂窝主要性能优于T412 Nomex纸的NH-1蜂窝,基本能够满足用户的使用要求,但其对位芳纶纸在制备的精度上仍需要改进。

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。

对位芳纶沉析纤维结构分析及其在纸基复合材料中的应用

对位芳纶沉析纤维是近年来新开发的一种对位芳纶差异化产品,因其具备良好的湿加工性和复合效果,故作为复合增强材料得以广泛应用.为了解这种新型纤维的本体结构特性以及其在纸基复合材料中的应用情况,本文采用LM、SEM等表征了该纤维的表观形貌,通过Morfi Compact分析了其形态参数,并利用FT-IR、XRD等研究了其结构特性,运用压汞仪、TG-DSC等探讨了沉析纤维对纸基复合材料性能的影响.结果表明:相对于浆粕纤维,沉析纤维呈非刚性的皱膜状或薄片状,形态柔顺,质轻且较薄,比表面积较大,在水介质中分散性良好;纤维的长度较小且分布集中,细碎化程度高,有利于提高其复合材料的匀度和强度;纤维具有聚酰胺结构,其氢键结合程度偏低,呈现出明显的无定形态结构;由于沉析纤维独特的形态特性,用其配抄所得纸基复合材料结构紧凑,孔隙较少,机械强度、绝缘性能以及热学稳定性等均有明显提高,说明对位芳纶沉析纤维作为芳纶纸基复合材料具有良好的性能.

对位芳纶沉析纤维及其纸基材料性能的研究

采用扫描电子显微镜、比表面积仪、纤维形态分析仪、X射线衍射仪等对比分析了对位芳纶沉析纤维和对位芳纶浆粕纤维的微观形貌、形态参数、结晶结构以及成纸性能。实验表明,与对位芳纶浆粕纤维相比,对位芳纶沉析纤维呈非粒状且尺寸较小,外形上既像皱膜又像薄片,表面活性高,比表面积大,达到7.35 m2/g;纤维细碎化程度高,长度均一性好,柔软性好,强韧性高;结晶度为28.55%,具备细微丝晶结构,有利于成纸的匀度和强度;配抄成纸机械强度和电气性能均高于对位芳纶浆粕纤维配抄的纸。

对位芳纶沉析/短切纤维及其纸基材料性能的研究

为了解对位芳纶沉析纤维这种新型纤维和短切纤维的特性,并制备出高性能纸基复合材料,本文采用SEM表征了芳纶纤维的表观形貌;通过纤维质量分析仪(Morfi Compact)、保尔筛分仪测定了纤维的形态参数;分别探讨了沉析/短切纤维的处理工艺及配抄比例对纸基材料性能的影响,并利用TGA研究了纸基的热学性能。结果表明:短切纤维呈刚性圆柱状,两端粗细一致,表面光洁均整;沉析纤维呈薄膜褶皱状,形态细小,纤维均一性好,细碎化程度高,有利于纸基材料的匀度和强度;采用沉析纤维的打浆度60SR,短切纤维的分散剂用量0.3%,配抄比例7:3的工艺条件,将获得最佳机械性能和介电性能的芳纶纸基材料;这种纸基材料初始分解温度高达535℃,TG10%为560℃,说明其热学稳定性优异。

对位芳纶纸基材料的研究

研究了间位芳纶浆粕、环氧树脂和溶剂法增强对位芳纶纸的方法,比较了它们的微观形态、机械性能和热性能。结果表明:这3种方法都能有效地增强对位芳纶纸;KS纸在机械性能、热性能上均优于KE纸和KY纸。

热压温度对芳纶纸基材料结晶特性的影响研究

聚合物的结晶特性对其力学性能有着重要影响,采用X射线衍射对芳纶及对位芳纶纸基材料的结晶特性进行了研究。研究表明:对位芳纶短切纤维的结晶度高于沉析纤维,经湿法成纸后,随着热压温度的上升,纸张结晶度上升;当热压温度为220℃时,纸张结晶度为82%,抗张强度增大;而热压温度达240℃时,结晶度又有所下降,表现在纸张局部发脆,力学性能降低。

水分对芳纶纸基材料热压性能的影响研究

研究了在热压过程中水分含量对芳纶纸基材料机械性能和电气性能的影响,采用扫描电镜(SEM)、全自动压汞仪(MIP)和X射线衍射仪(XRD)研究了湿热压后芳纶纸的表面形貌、孔隙结构和结晶度的变化。结果表明,随着湿纸水分含量的增加,结晶度相应增加,水分含量为120%时,结晶度达到最大值为71.17%,比干纸增加了59.39%,热压后芳纶纸表面平整、内部结构紧密,芳纶纸机械性能和电气性能也随之增强。

抄造工艺对PCB用对位芳纶纸性能的影响

探讨了对位芳纶浆粕用量、浆粕的内在性能及增强剂含量对芳纶纸性能的影响。研究结果表明,印刷电路板(PCB)用对位芳纶原纸的抗张指数和撕裂指数与对位芳纶浆粕用量、浆粕的内在性能及增强剂用量有着密切的关联。

新型蜂窝浸渍树脂及对位芳纶纸蜂窝性能

制备了一种适用于对位芳纶纸蜂窝的新型浸渍树脂——F·JN–5–07A/B树脂,并对其黏度和固化特性进行了表征,结果表明,改性后的F·JN–5–07A/B树脂在25~70℃具有适中的对位芳纶纸蜂窝浸渍工艺黏度(11~14 Pa·s),并且在70℃恒温1 h后的黏度升至68 Pa·s;固化温度较改性前降低了109.7℃,大大改善了对位芳纶纸蜂窝制备工艺。采用酚醛树脂和F·JN–5–07A/B树脂两种浸渍树脂制作了2–64和2–80两种规格的对位芳纶纸蜂窝。结果表明,相比于浸渍酚醛树脂的对位芳纶纸蜂窝,浸渍F·JN–5–07A/B树脂的对位芳纶纸蜂窝综合性能优异,2–64和2–80规格的对位芳纶纸蜂窝的室温平压强度分别提高了13.3%和17%,200℃时的平压强度保留率分别为75%和78%,介电常数和介电损耗角正切值分别由1.14和0.0050降低至1.09和0.0020;2–64规格对位芳纶纸蜂窝的L向剪切强度和L向剪切弹性模量分别提高了23.8%和9.2%,2–80规格的对位芳纶纸蜂窝分别提高了18.5%,13.8%。

大曲率复合材料制件用国产高伸级对位芳纶纸性能

针对国产高伸级对位芳纶纸开展了一系列物理性能、力学性能、结构性能表征,并与传统蜂窝制造用NOMEX®T412芳纶纸进行了对比,对国产高伸级对位芳纶纸用于蜂窝芯材制备的工艺适应性进行了研究。结果表明,国产高伸级对位芳纶纸的横向抗张强度较NOMEX®T412芳纶纸提高了150%,纸张结构疏松,具有吸水性和透气度大、热尺寸稳定性好的特点。相同涂胶工艺制造蜂窝叠层板时,高伸级对位芳纶纸具有更高的纸张吸胶量,芯条胶宽度小、节点强度偏低;蜂窝浸渍过程同样具有较高的吸胶量。高伸级对位芳纶纸基蜂窝可实现大曲率变形,适用于大曲率复合材料制件制造。通过高伸级对位芳纶纸性能表征,为高伸级对位芳纶纸基蜂窝芯材制备工艺提供优化指导。

复合涂层改善对位芳纶纸亲水性能的研究

利用一种多巴胺(DA)/正硅酸乙酯(TEOS)复合涂层,通过沉积的方法改善对位芳纶纸的表面惰性,提高其亲水性能.采用原子力显微镜(AFM)、扫描电镜(SEM)观察其表观形貌,发现处理后的纸页表面变得更加粗糙,且表面有细小颗粒的生成,之后利用能谱仪(EDS)、热重分析仪(TGA)对纸页的元素分布及热稳定性进行表征和分析,进一步证明复合涂层的成功涂覆.最后经过动态吸收接触角测量发现,其接触角由未处理时的96.80°变为39.98°,亲水性能显著提高.

对位芳纶纸性能评价方法研究

本文通过统计学软件分析16个批次对位芳纶纸的26项性能指标,提取出彼此之间相互独立的6个主成分,计算每个主成分的贡献率,从而得出26项性能指标的评价系数,对芳纶纸性能进行综合评分,建立对位芳纶纸性能评价方法。

国产对位芳纶纸蜂窝芯的性能研究

用国产对位芳纶纸制造AC-KH型蜂窝,测试其力学性能及介电性能,并将其与美国赫氏公司用杜邦对位芳纶纸制的同等规格的HRH-36型蜂窝进行力学性能对比。结果表明,国产AC-KH型蜂窝与赫氏HRH-36型蜂窝的力学性能相当,甚至部分数据还优于HRH-36;AC-KH型蜂窝的介电常数和介电损耗值都非常低。

覆铜板增强基材对位芳纶纸的制备与性能研究

用对位芳纶短切纤维和对位芳纶沉析纤维制造对位芳纶纸,用扫描电镜对纸面和横断面进行了观察,并测试其基本性能、电性能和热性能;将样品交由客户进行覆铜板制作并进行验证测试。结果表明:国产对位芳纶纸具有良好的浸漆性、力学性能和热性能,而且介电常数与介质损耗因数很低,满足覆铜板应用需求。

对位芳纶浆粕对纸张的性能影响及其在扬声器纸盆中的应用

以未漂白硫酸盐木浆为主要原料,并加入对位芳纶浆粕混合抄纸,制备复合纸张。研究中探究了对位芳纶浆粕的添加量对纸张性能的影响,结果表明:随着对位芳纶浆粕添加量的增加,纸张的伸长率和耐破度呈下降趋势;纸张的弯曲挺度、抗张强度、撕裂强度均呈先增大后减小的趋势。在对位芳纶浆粕添加量为10%时,纸张的弯曲挺度、抗张强度、撕裂强度同时达到最大值,此时,纸张的弯曲挺度为620 mN,抗张强度为11.21 KN/m,撕裂强度为4038 mN。以对位芳纶浆粕添加量为10%的纸浆抄造复合纸盆,装配的扬声器的频宽表现出拓展趋势,频响曲线也更加平滑。