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。     

热压工艺对对位芳纶纸强度性能的影响

探讨了热压压力、热压温度以及热压次数对对位芳纶纸强度性能的影响,并利用扫描电镜对热压前后的纸张结构进行观察。结果表明:与芳纶原纸相比,热压后对位芳纶纸的紧度、抗张指数和撕裂指数显著提高,但随热压工艺参数的变化有不同的规律。固定热压温度为160℃,在热压压力为2~5MPa的范围内提高压力,紧度和抗张指数增加不明显,而撕裂指数有下降趋势;固定热压压力为2MPa,在温度120~180℃范围内提高温度,紧度增加幅度不大,而抗张指数和撕裂指数则随温度的升高呈现出先升高后降低的趋势,在温度为140℃时达最大值。较佳的热压工艺为:热压压力2MPa、热压温度140℃、热压次数5次,此时纸张的抗张指数和撕裂指数分别为43.8N.m/g和30.9 mN.m2/g。     

改性酚醛树脂对芳纶1414纸基复合材料的增强作用

树脂增强是一种有效增强对位芳纶纸的方法。而增强树脂本身特性以及与纤维基体之间的相容性和黏结性是该增强技术的关键所在。针对对位芳纶纸的增强特性,本试验选用3种改性酚醛树脂增强剂制备芳纶1414特种纸基材料,初步探讨浸渍树脂特性、浸渍方式及固化工艺对纸页机械强度和介电性能的影响。在优化条件下增强制备的特种纸基材料各性能指标分别为:抗张指数109·75N·m·g-1,撕裂指数25·38mN·m2·g-1,拉伸率1·91%,耐压强度21·15kV·mm-1。     

高性能分散剂对芳纶1414纸基材料性能的影响

合成纤维的分散性能是影响纸页匀度和成纸性能的重要因素之一。为了改善对位芳纶纤维的分散性能,从自制分散剂入手,针对芳纶1414纤维的分散絮聚特性,复配了一种高性能分散剂S,制备了全对位热压芳纶纸。通过Zeta电位测定、SEM分析等方法初步探讨了分散剂S对芳纶1414纸基材料性能的影响。     

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.     

不同粘结纤维增强芳纶纸对比研究

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成纸机械性能较差。研究发现:添加粘结纤维与对位芳纶纤维进行配抄,经热压后可较好地改善成纸机械性能。添加间位芳纶沉析纤维和聚酯纤维均可提升纸张物理机械性能,但聚酯纤维增强效果较好,当聚酯纤维含量为20%左右时,经热压后纸张物理机械性能有较大幅度提升。     

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。     

纳米SiO2的分散及添加对芳纶纸性能的影响

通过正交实验探讨了分散浓度、超声时间、超声功率及分散剂用量对纳米SiO2分散性能的影响,并将纳米SiO2加入到芳纶纸中,研究了纳米SiO2的添加对纸张强度性能、紧度、介电性能及结晶性能的影响。结果表明,当纳米SiO2的分散浓度为0.1%,超声时间为30 min,超声功率为400 W,分散剂用量为2%时,分散性最好。当纳米SiO2的用量为15%时,芳纶纸具有最大的的抗张指数,为33.51 N·m/g,撕裂指数则在用量为10%时最大,为38.84 mN·m2/g。纳米SiO2的用量为15%时,纸张的耐压强度最大,为13.20 kV/mm,在实验中纳米SiO2的用量范围内,纸张的紧度基本不变。另外,相比未添加纳米SiO2的芳纶纸,加入纳米SiO2后纸张的结晶度有所降低。     

涤纶纤维纸热压工艺的研究

热压可以提高涤纶纤维纸的物理性能,尤其是机械强度。本实验通过正交实验研究了不同热压工艺对涤纶纤维纸强度性能的影响,并利用扫描电镜对热压前后的纸张结构进行观察。结果表明:涤纶纤维纸的最佳热压工艺条件为热压温度120℃,压力0.5 MPa,辊速4 m·min-1,热压次数2次。     

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。     

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。     

对位芳纶纸浸渍增强作用的研究

通过采用红外光谱、DSC-TG分析手段对4种聚酰亚胺树脂(PM1～PM4)的结构和热稳定性进行了分析；用聚酰亚胺树脂浸渍对位芳纶原纸，考察聚酰亚胺树脂的上胶量对对位芳伦纸强度性能的影响以及对位芳纶原纸与4种浸渍树脂的相容性。结果表明，PM1树脂的酰胺化程度较高，为带有胺端基芳香族聚酰亚胺，与对位芳纶分子结构相近，因此与对位芳纶原纸的相容性最好；聚酰亚胺树脂的上胶量随着树脂浸渍液质量分数的增大而升高，当PM1树脂浸渍液质量分数25%时，其上胶量达36.68%，对位芳纶纸的抗张指数为52.4 N·m/g，伸长率为0.8%，撕裂指数为43.1 N·m2/g，此时对位芳纶纸的强度性能最为理想。     

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。     

蒙脱土/聚酰亚胺纤维纸基材料绝缘及介电性能研究

本研究通过单因素分析法，探究了纸张定量及蒙脱土含量对聚酰亚胺纤维纸基材料的物理性能和介电性能的影响规律。结果表明，不同定量聚酰亚胺纤维纸基材料的外观无明显差别，当纸张定量为80 g/m²时，聚酰亚胺纤维纸基材料具有最优的物理性能，抗张指数和撕裂指数分别达15.0 N·m/g和19.7 mN·m²/g；当蒙脱土含量为6%时，蒙脱土/聚酰亚胺纤维纸基材料的体积电阻率最大，达2.59×10¹⁵ Ω·m；当蒙脱土含量达8%时，蒙脱土/聚酰亚胺纤维纸基材料具有最佳的绝缘性能，工频击穿强度达17.34 kV/mm，在50 Hz的频率下，其相对介电常数、介电损耗分别达4.99和0.23。     

聚酰亚胺纸基覆铜板制备与性能研究

为适应高频通信技术发展需求,制备出综合性能优异的纸基覆铜板,聚酰亚胺(PI)纤维由于具有耐高低温、绝缘、阻燃、强化学稳定性等优异的综合性能正逐渐受到关注。本文以PI树脂作为胶黏剂,玻纤布、对位芳纶纸以及PI纤维原纸分别作为增强材料,采用相同制备工艺条件,探究了采用不同增强材料、相同树脂制备的覆铜板的机械性能、介电性能以及热学性能。结果发现,PI纸基覆铜板的最佳特征固化温度条件为89℃、131℃、166℃。热压工艺为:第一阶段:89℃/30min/10MPa;第二阶段:131℃/60min/15MPa;第三阶段:166℃/30min/15MPa;在相同的覆铜板制备工艺下,PI纤维纸制备的PI纸基覆铜板的介电性能和热学性能最好。研究结果拓宽了PI纤维应用领域,也为制备高频高速纸基覆铜板提供了重要的理论指导和技术支撑。     

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。     

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。