两种芳纶浆粕的形态及造纸性能比较

通过光学显微镜及SEM对两种芳纶浆粕的微观形态进行了观察比较;采用保尔筛分仪对两种浆粕进行分级,进一步了解两种浆粕的尺寸分布;通过MorFi Compact对两种浆粕进行测试,分析了两种浆粕的长度、粗度、扭结数、卷曲指数及细小纤维含量等,并将两种浆粕与国产间位芳纶短切纤维制备复合纸,比较了两种浆粕的成纸性能。     

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。     

芳纶纤维与浆粕材料界面结构的TEM表征

采用透射电镜（TEM）对芳纶纤维/浆粕界面特征进行表征,探讨了界面微观结构与芳纶纸基材料综合性能的相关性。TEM观察结果表明,不同制造工艺的纤维,其微细纤维的精细程度有较大差异;热压过程并没有使得芳纶微纤维间熔融为一体,而是在纤维与基体间形成一个相互交叉的过渡区界面。界面的结构也不尽相同,纤维与浆粕间界面结构或形成镶嵌的＂钉扎型＂,或形成＂间隙型＂界面。这些结构对纤维与浆粕间的结合性能造成明显差异,因而对纸张物理性能也有明显的影响。     

阔叶木浆/间位芳纶沉析纤维复合纸的制备及其性能研究

本研究将间位芳纶沉析纤维(PMIAF)添加到阔叶木浆(KHP)中,制备了KHP/PMIAF复合纸。采用多种手段对KHP/PMIAF复合纸的形貌结构、结晶性能、力学性能、热稳定性、紫外屏蔽性和润湿性等性能进行了表征。结果表明,间位芳纶沉析纤维和阔叶木浆之间存在着较强的氢键作用;复合纸的抗张指数随着间位芳纶沉析纤维用量的增加呈现先升高后降低的趋势,当KHP和PMIAF质量比为7∶3时,复合纸的抗张指数达到最大,为14.9 N·m/g,比纯KHP纸提高96.8%;复合纸的紫外屏蔽性、热稳定性、疏水性均随着间位芳纶沉析纤维用量的增加而升高。     

芳纶1313浆粕结构形态及其对成纸性能的影响

对芳纶1313浆粕(简称芳纶浆粕)进行筛分,重点研究了不同筛分芳纶浆粕的结构、纤维形态及其对芳纶纸性能的影响。以不同筛分芳纶浆粕的纤维平均长度、结晶度、相对分子质量、比表面积和打浆度对芳纶浆粕结构和纤维形态进行表征,以不同筛分芳纶浆粕与芳纶短切纤维配抄的芳纶纸的物理性能来评价成纸性能。结果表明,芳纶浆粕比表面积和打浆度对未热压芳纶纸性能影响较大,比表面积大和打浆度高的芳纶浆粕适合抄造未热压芳纶纸;而芳纶浆粕相对分子质量和热压后结晶度对热压芳纶纸性能影响较大,中等相对分子质量的芳纶浆粕适合抄造热压芳纶纸。     

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。     

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。     

芳纶短切纤维-芳纶浆粕增强云母纸性能的研究

为了提高云母纸性能,研究了在CPAM改性剂作用下添加芳纶短切纤维和芳纶浆粕对云母纸性能的影响。采用单因素实验确定了芳纶纤维用量及配比、CPAM改性条件以及丁苯胶乳用量对云母纸性能的影响。实验结果表明,芳纶短切纤维和芳纶浆粕在总用量7%、配比为2∶5时,可改善云母纸的机械性能和电气性能;使用CPAM对云母鳞片进行改性,当改性时间30 min、改性浓度12%、改性剂CPAM用量1%时,芳纶云母复合纸的抗张强度较纯云母纸提高了315.8%,介电强度提高45.6%;丁苯胶乳用量为5%时,芳纶云母复合纸的抗张强度较CPAM改性芳纶云母复合纸的增加了123.9%,对其电气性能没有影响。     

芳纶浆粕影响聚酰亚胺纤维纸性能的研究

采用扫描电镜、热重分析仪和X射线衍射仪对添加部分芳纶浆粕聚酰亚胺纤维纸和100%聚酰亚胺纤维纸的结构和性能进行检测,并结合检测结果对两种配抄纸样的强度性能和电气性能进行了对比分析。实验及分析结果表明,以聚酰亚胺纤维和芳纶浆粕为纤维原料抄造的聚酰亚胺纤维纸具有较好的综合性能。     

热压工艺对间位芳纶复合纸微结构与性能的影响

热压工艺是提高湿法成形芳纶纸基材料性能的重要环节。本实验采用SEM观察了间位芳纶复合纸表面及横截面在热压过程中的微观结构变化规律,并借助图像分析技术,分析了间位芳纶复合纸纸张孔隙结构的变化,结合间位芳纶复合纸力学性能,优化了间位芳纶复合纸的热压工艺,当热压温度为130℃时,间位芳纶复合纸的紧度、抗张强度、伸长率分别约为未经热压处理时的4、5和7倍。     

间位芳纶原液涂覆增强芳纶绝缘纸的性能研究

本研究利用与间位芳纶纸同质同源的间位芳纶原液对芳纶纸进行涂覆增强。结果表明,间位芳纶原液会引起纤维的润胀,促使其尺寸增加,显著改善纤维之间的界面结合,减少了纸张的孔隙,促进了芳纶纸的致密化。同时,芳纶原液在纸张表面形成一层致密的保护膜,使芳纶纸的机械性能和绝缘性能得到很大提升。与芳纶原纸相比,芳纶增强纸的拉伸强度、模量、内结合强度和撕裂指数分别提高了0.8倍、0.6倍、1.7倍和0.9倍。芳纶增强纸的击穿强度比芳纶原纸提高了1.9倍,达到26.5 kV/mm。     

用LiCl/极性溶剂制备芳纶浆粕纤维溶液

采用LiCl／DMAc和LiCl／DMF极性溶剂溶解间位芳纶浆粕以制备芳纶溶液,考察了几种因素对LiCl／DMAc溶剂体系中浆粕溶解性能及溶液临界含水率的影响,并对芳纶浆粕结构进行FTIR与×RD表征。结果表明：LiCl／DMAc较LiCl／DMF溶剂体系更适合溶解芳纶浆粕。浆粕溶解性能随着水分含量降低、LiCl浓度增大、溶解温度提高、浆粕浓度降低而增强。其中浆粕在5％LiCl／DMAc中溶解性能较好,溶液稳定性较强。溶解迫使芳纶浆粕分子链间氢键断裂,结晶被破坏。     

间位芳纶纤维悬浮液的屈服特性及其与成纸匀度关系的研究

为探究间位芳纶纤维悬浮液的絮凝特性,本研究从流变学角度出发,分别研究了单一间位芳纶短切纤维和间位芳纶沉析纤维悬浮液及两者共混悬浮液的絮凝浓度、剪切屈服应力和压缩屈服应力,同时通过湿法成形工艺探索间位芳纶纤维悬浮液的屈服流变特性与成纸匀度间的构效关系。结果表明,不同纤维配比间位芳纶纤维悬浮液的凝结点在0.37~0.68 g/L之间,悬浮液的压缩屈服应力和剪切屈服应力与纤维浓度间分别呈线性和指数函数关系;除100%短切纤维悬浮液外,在同一浓度下,间位芳纶纤维悬浮液的压缩屈服应力和剪切屈服应力均随着沉析纤维比例的增大而减小;间位芳纶纤维悬浮液Froude数随着浓度的增大而减小,对特定配比的间位芳纶纤维悬浮液,间位芳纶纸的匀度指数随着悬浮液Froude数的增大而增大。     

对位芳纶纤维成纸性能研究

本研究针对芳纶纤维的抄造特性,初步探讨了芳纶纤维的预处理、打浆性能与纤维微观形态对芳纶纸性能的影响。研究表明,芳纶短切纤维用十二烷基苯磺酸钠(LAS)预处理后,可以明显改善其分散性能;芳纶浆粕纤维在槽式打浆机中进行打浆处理,在一定范围内,随着打浆度的提升,可以有效提升芳纶纸成纸性能。     

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。     

芳纶浆粕纤维及其造纸

芳纶浆粕纤维(PPTA-pulp)是PPTA纤维的一种新型差别化纤维,被广泛用于增强材料、摩擦材料、印刷集成电路板等,介绍了芳纶浆粕纤维的现行生产工艺及其结构与性能,并阐述了芳纶纸的制造过程以及尚需改进的生产技术。     

芳纶纸匀度与机械强度的相关性研究

为了研究芳纶纸匀度对其机械强度的影响,探索与芳纶纸机械强度相关性较好的匀度测定方法,用间位芳纶短切纤维和浆粕混合抄造芳纶纸,并采用三种不同的匀度仪测定芳纶纸的匀度,探讨了各种匀度值与芳纶纸抗张强度和撕裂强度的相关性。结果显示：芳纶纸的抗张强度和撕裂强度与D射线匀度的相关系数分别为0．59和0．60,与Micro-scanner勺度的相关系数分别为0．45和0．26,而与PPF匀度的相关系数则很小。因此,可用D射线匀度来预测芳纶纸的机械强度。     

芳纶纤维/云母复合绝缘纸制备技术研究

芳纶纤维和云母均具有优良的绝缘性能,将这2种材料复合制备绝缘纸材料,可以有效改善单一云母纸绝缘材料的机械强度、柔软性能、可加工性能等;同时,又可提高单一芳纶纤维绝缘纸的耐温性能、耐电晕性能、使用稳定性。研究了芳纶纤维与云母复合制备绝缘纸的预先抄造-热压成型工艺,探讨了芳纶短切纤维与芳纶浆粕质量比和芳纶短切纤维长度、热压成型工艺对热压复合绝缘纸性能的影响。制得的复合绝缘纸的拉伸强度和介电强度较高,较单一云母纸分别提高了10倍和33.3%;TG-SDC图谱和体积电阻率分析结果表明,该复合绝缘纸具有优良的耐温性能和电气绝缘性能。     

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。     

几种间位芳纶纤维及复合纸的TEM分析

采用TEM对芳纶纤维的横截面进行观察分析,得到了几种纤维的皮-芯结构,F3-纤中的微细纤维很细小且排列很密实。F1-纤和F2-纤的皮层厚度在0.1～0.6nm,在长度方向上保持结构的一致性。对几种不同的芳纶复合纸的界面进行了观察,发现F3-浆粕基体部分的微纤维像指纹一样,呈现出一种条纹和旋涡状结构,F1-浆和F2-浆粘合区域的指纹特征不突出,基体与纤维间的界面倒是有明显的界限。