热压前冷压光对芳纶纸性能的影响

热压是芳纶纤维成纸最为关键的一个环节,未经热压的芳纶纸其物理机械强度差,本文研究了热压前对芳纶纸进行冷压光对纸张物理机械性能的影响。研究表明:热压前对芳纶原纸进行冷压可以提升纸张紧度,继而改善热压纸各项性能,并能有效减少热压过程中的黏辊现象。     

对位芳纶纤维纸的增强工艺

对位芳纶纤维具有的刚性分子链结构以及表面化学惰性导致其力学机械性能较差。研究发现:芳纶浆粕的打浆能改善芳纶纸的成纸性能,间位芳纶沉析纤维本身具有较高的机械强度和较好的电绝缘性能,添加间位芳纶沉析纤维作为粘结纤维可有效改善对位芳纶纤维纸的抄造性能,当沉析纤维含量为30%左右时,纸张经过热压机高温高压作用,两种纤维更易熔粘,使纸张产生较高的物理性能和电气性能。     

热塑性黏结纤维增强对位芳纶纸的研究

针对对位芳纶纸强度低的特性,本试验着重研究了一种新型热塑性黏结纤维Y对芳纶1414纸基复合材料物理强度、介电性能及纸张表面的影响,通过设计正交实验,探讨了热压工艺对复合对位芳纶纸的增强效果。结果表明,在黏结纤维Y用量为10%时(对总的绝干纤维量),芳纶1414纸基复合材料可以达到较为理想的增强效果,在此条件下制得的对位芳纶纸主要强度指标分别为抗张指数77.03N.m/g,撕裂指数24.10mN.m2/g,伸长率1.75%,耐电压强度16.33kV/mm,300℃下纸张热失重为9.01%。另一方面,复合对位芳纶纸的正交热压实验表明,对于成纸的机械强度和介电性能,预热温度为最主要影响因素,热压压力和压辊转速次之,热压次数影响相对较小;复合对位芳纶纸最佳热压工艺条件为:预热温度180℃,热压压力14MPa,热压次数1次,辊子转速1r/min。     

对位芳纶纸的增强方法

为了获得更高机械强度和绝缘性能的对位芳纶纸基材料,本实验采用添加热塑性黏结纤维A、间位沉析纤维,利用酚醛树脂浸渍芳纶手抄原纸的方法,来增强纸页的各项性能指标。试验结果表明,这3种增强方式可以在大大改善芳纶纸机械性能的同时,并使其具有较好的耐压强度。扫描电镜观察,增强后的芳纶纸表面更平整,这是由于热塑性黏结纤维受热熔融将对位芳纶纤维粘接起来所致。     

聚酰亚胺树脂提升对位芳纶纸性能研究

对位芳纶纤维分子链刚性结构以及纤维表面化学惰性导致纤维间的结合力较差,进而导致其机械性能较低。本实验利用高强、高模、耐高温性能优异的聚酰亚胺树脂溶液浸渍对位芳纶原纸,以此来增强对位芳纶纸基材料的力学性能及耐热性能。实验结果表明,浸渍后纸页抗张、撕裂指数比未经处理的纸样绝对值分别增大了32.9%和54.2%。XRD分析表明,浸渍后纸页的结晶度增大,这将有利于在纸页热压后提升其物理性能。SEM图显示由于聚酰亚胺树脂溶液的浸渍作用,对位芳纶浆粕和短切纤维在纸页的表面分布更加均匀,起到增强效果。TG分析表明,经过浸渍处理后,对位芳纶纸的最初分解温度达到500℃,显著提升了其耐温性能。     

芳纶纸热压过程中的现象及分析

对位芳纶纸在湿纸页成形后需要热压处理来提升其性能。本文研究了对位芳纶纸热压后纸页各项性能的变化以及热压过程中产生的各种现象并提出了改善方法;同时,借助扫描电子显微镜(SEM)研究了热压后纸页表面纤维结合状态和纸页横截面的微观结构。     

热压对间位芳纶纸表面形态、结构和物理性能的影响研究

实验中将芳纶短切纤维和沉析纤维(浆粕)按照一定比例混抄、热压,系统地研究了热压对间位芳纶纸的纤维形态、物理结构、表面性能及某些物理性能的影响。结果表明:热压对纸张的性能影响很大,热压后纸张的表面变得平整光滑,略为半透明状,内部结构更加紧密。同时,芳纶纸的紧度、抗张强度和伸长率随热压温度的升高而增大,与未压纸相比,热压温度达到130℃时,纸张紧度达到3.92倍,抗张强度和伸长率也分别提高了4.65倍和7.23倍,继续提高热压温度,各性能指标的增长速率都趋于缓和。撕裂强度则是随热压温度的升高先增大后减小,热压温度达到130℃时,撕裂强度提高2.54倍,然后随温度的升高而降低,并最终趋于稳定值。     

对位芳纶纳米纤维用量对对位芳纶纸结构及性能的影响

本研究以原位聚合法制备的对位芳纶纳米纤维及市售对位芳纶沉析纤维为黏结纤维,分别与对位芳纶短切纤维混合,通过湿法抄造制备对位芳纶纸（纳米纸和沉析纸）。详细研究了2种不同原料及其用量对纸张结构及性能的影响规律,并对作用机理进行了探讨。结果表明,采用对位芳纶纳米纤维制备的纳米纸在纸张匀度、机械强度、电气绝缘强度等方面均优于对位芳纶沉析纤维制备的沉析纸。黏结纤维含量均为40%时,纳米纸抗张指数比沉析纸提高了44%,撕裂指数提高了57%,电击穿强度提高了80%。这种差异主要来源于对位芳纶纳米纤维具有更高的表面活性,以及由此产生良好的可加工性及二次组装性能。     

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。     

特种树脂增强对位芳纶纸基材料的研究

对位芳纶纸基材料分子结构的刚性及纤维表面的惰性导致其机械力学性能较低.研究发现,聚酰亚胺增强的芳纶纸基材料的力学性能优于环氧树脂增强的纸基复合材料,且由于PMDA-ODA体系有较高的分子质量,纸张裂断长达到5.79 km.ODPA-ODA体系由于分子链具有柔顺性结构,在热压下分子链与芳纶纤维问紧密缠结,裂断长也高达5.61 km,且韧性最佳.此外,亚胺化程度较低的树脂增强系统在热压成型后的力学强度均远远高于亚胺化程度较高的树脂增强体系.