两亲改性碳纤维制备质子交换膜燃料电池用碳纸的研究

为了提高短切碳纤维在水中的分散性及碳纤维与后期浸渍树脂的相容性,对碳纤维进行了两亲表面处理:首先通过氧化处理使其获得亲水性官能团—OH及—COOH,在此基础上进一步接枝亲油基团,以获得两亲碳纤维,并将其制备碳纸。结果表明,两亲处理的碳纤维表面—OH含量可达8. 2%。在碳纤维表面改性过程中,铬酸氧化在提高碳纤维表面亲水性官能团的同时会降低碳纸的抗张强度;而接枝亲油性官能团能提高碳纤维与树脂的黏结能力,部分弥补了表面处理所造成的负面影响;碳纤维与树脂黏结力的提高有利于碳纸导电性的提高,两亲改性碳纤维制备的碳纸与未处理碳纤维制备碳纸相比电阻率降低了31. 4%,达到10. 5 mΩ·cm。     

对聚乙烯醇纤维改性改善成纸性能的研究

该文通过对聚乙烯醇(PVA)纤维改性改善成纸的性能作了研究。对针叶木浆以及瓦楞原纸浆中加入PVA纤维混合抄纸,对纸张物理性能的检测结果表明:加入PVA纤维后,纸样的撕裂度、裂断长及环压指数均有明显的提高。水溶性PVA纤维可作为纸张增强剂及花色纤维应用于纸浆纤维中,成纸有较好的强度,挺度及均匀性,可用于防伪、高档包装等用途。     

燃料电池气体扩散层中碳纸材料研究进展

质子交换膜燃料电池（PEMFC）是一种高效的无污染装置因而受到广泛关注。然而,PEMFC仍存在成本高、稳定性差等问题,制约了PEMFC的大规模商业应用。气体扩散层是PEMFC中的重要组成部分。针对PEMFC低成本、高性能先进材料的需求,本文综述了气体扩散层基材碳纸、微孔层的改性制备、气液传输和水管理、孔结构的模拟与设计等方面的研究进展,并指出了碳纸基气体扩散层未来的发展方向。     

改性AKD用于胶版印刷纸表面施胶

介绍改性AKD中性施胶剂在表面施胶中的使用效果。生产表明,在表面胶中应用改性AKD中性施胶剂,不仅能够降低浆中AKD用量,提高成纸施胶度,而且能够减小施胶两面差,改善抄纸系统清洁度,提高设备利用率。     

高导电、导热碳纸的制备及性能表征

为了提高碳纸的导电、导热性,采用电阻小且导热系数高的中间相沥青基碳纤维为原料,部分替代聚丙烯腈基碳纤维以制备碳纸;研究了中间相沥青基碳纤维不同添加比例对碳纸的微观形貌、结晶结构及导电、导热性能的影响。结果表明,随着中间相沥青基碳纤维添加比例的提高,碳纸的石墨化度明显提升,导电、导热性能显著增加。当中间相沥青基碳纤维与聚丙烯腈基碳纤维的质量比为3∶7时,经过石墨化的碳纸石墨化度为97.4%,与石墨化后纯聚丙烯腈基碳纸相比,电阻率由6.80 mΩ·cm降低至4.37 mΩ·cm,降低了35.7%;垂直表面的导热系数由0.084 W/(m·K)提高到0.159 W/(m·K),提高了88.8%。     

酶改性淀粉在文化纸中的应用

将未经氧化的原玉米淀粉进行酶改性,制成表面施胶液,用机内施胶机进行表面施胶,同时配合中性施胶剂使用,不仅提高了纸页的施胶度和表面印刷性能,而且降低了生产成本。     

碳中性纸首次面市英国

欧洲Robert Home集团近期推出了被誉为在英国首次面市的碳中性纸，并进行了Revive Silk和Revive75等2项环保检测。     

氟化铵-硝酸微波消解联合ICP-MS对烟用接装纸中7种元素含量的测定

采用电感耦合等离子体质谱法测定烟用接装纸中7种元素(铅、铬、镉、镍、汞、砷、硒)含量,为了降低传统前处理消解体系带来的安全隐患,建立了更为安全的氟化铵-硝酸微波消解体系,并考察了氟化铵用量、微波消解温度和消解时间对消解效果的影响。结果表明,最佳消解条件为:氟化铵0.75 mL,微波消解温度175℃,消解时间20 min。样品经氟化铵-硝酸消解后,进行电感耦合等离子体质谱测定,各元素检出限为0.007~0.044 mg/kg,样品加标回收率为90.1%~113.1%,相对标准偏差为0.29%~11.43%。采用氟化铵-硝酸消解体系前处理和传统硝酸/氟化氢/盐酸/过氧化氢消解体系前处理对实际样品进行测定,并对两种方法检测各元素值分别进行t检验分析,结果表明,各元素P>0.05,两种方法无显著性差异。     

燃料电池用碳纸的制备及其石墨化研究

以聚丙烯腈（PAN）基碳纤维无纺布为骨架,通过酚醛树脂乙醇溶液浸渍、模压和碳化,再经不同温度石墨化处理,制备了燃料电池用碳纸。通过现代分析仪器表征碳纸原纸的微观形貌、平面方向电阻率、孔隙分布、拉伸强度等指标,探讨石墨化温度对碳纸原纸各项性能的影响。结果表明,在石墨化处理过程中,大块聚集且杂乱无章的树脂炭能够逐渐收缩到碳纤维表面及碳纤维与碳纤维的交结点上,获得较完美的石墨晶体结构。石墨化温度需大于2000℃,才能获得具有较好性能且满足应用要求的碳纸原纸。当石墨化温度为2000℃时,碳纸原纸的平面方向电阻率为19.0 mΩ·cm,拉伸强度达17.8 MPa,孔隙率达79.15%。     

基于GA-BPNN算法的碳纸原纸性能指标建模预测研究

本研究通过改变碳纤维长度、碳纤维占比、分散剂用量等工艺参数,制备不同碳纸原纸,探究不同工艺参数对其抗张强度、孔隙率、透气性、电阻率的影响,采用遗传算法改进反向传播神经网络算法（GA-BPNN算法）,构建了碳纸原纸性能预测模型。结果表明,碳纤维长度与碳纸原纸抗张强度、孔隙率、透气性呈正相关,与电阻率呈负相关;碳纤维占比与碳纸原纸抗张强度呈负相关,与孔隙率、透气性、电阻率呈正相关;分散剂用量与碳纸原纸抗张强度、电阻率呈正相关,与孔隙率、透气性呈负相关;碳纸原纸抗张强度、孔隙率、透气性、电阻率预测模型平均相对误差（MRE）分别为5.49%、5.75%、5.21%、5.54%,预测模型MRE均小于10%,与实验得到的工艺参数对碳纸原纸性能的关系趋势一致。     

碳纤维屏蔽纸屏蔽性能的研究

对碳纤维屏蔽纸的屏蔽机理及其在电磁波频率为100 kHz~1.5 GHz范围内的屏蔽性能进行了探讨。结果表明,屏蔽纸对不同频率段电磁波产生不同的屏蔽效能;随着纸张电导率、厚度的增加,屏蔽效能提高。屏蔽纸在600 MHz~1.2 GHz频段具有更高的屏蔽效能。通过改变碳纤维含量和纸张厚度可以制备具有不同屏蔽效能的屏蔽纸,应用于不同场合,防止电磁辐射危害与干扰、防止电磁信息泄漏。     

碳纤维长度对三层梯度孔碳纸性能的影响研究

为研究不同长度的碳纤维配抄制备的梯度孔碳纸性能,本研究选取3种长度(2、4和8 mm)的碳纤维原料,探讨不同分散剂类型和纤维长度配比对单层碳纸和三层梯度孔碳纸的匀度、电阻率、抗张强度、孔隙率和透气度的影响。结果表明,卡波姆(Carbomer)作为分散剂得到的碳纤维分散效果最佳,分散稳定性指数为4.04。匀度指数在10～13之间的单层碳纸性能较好,其电阻率为90 mΩ·cm,抗张强度为0.250 kN/m,孔隙率为92%,透气度为1 200 L/(m2·s)。与单层碳纸相比,三层梯度孔碳纸的抗张强度(0.410 kN/m)和透气度(1 230 L/(m²·s))有所增加,且碳纤维长度配比对三层梯度孔碳纸的孔隙形貌影响显著;长度4和8 mm的碳纤维配抄制备的三层梯度孔碳纸的性能优于其他2组(2和4 mm配抄及2和8 mm配抄),其电阻率低至19.53 mΩ·cm,孔隙率为92%。     

碳纤维表面特性对燃料电池用碳纤维纸性能的影响

本文使用SEM、BET和XPS对TC-33碳纤维、TC-28碳纤维、T300碳纤维表面特性进行了分析,并就纤维表面特性对燃料电池用碳纤维纸性能的影响进行了研究.表面形态分析表明,T300纤维表面沟槽深,比表面积大于TC-33和TC-28碳纤维;XPS分析表明,T300和TC-33纤维含氧基团数量多于TC-28纤维;碳纤维纸性能测试结果表明,T300和TC-33碳纤维纸的透气性能和导电性能较接近,力学性能方面T300碳纤维纸明显高于TC-33和TC-28碳纤维纸.     

碱预处理对碳纤维分散及碳纸原纸性能的研究

本研究以碳纤维为原料,研究碱预处理对碳纤维分散稳定性及湿法抄造制备碳纸原纸性能的影响。具体考察了碳纤维在碱预处理后表面形貌和表面基团的变化,探讨了碳纤维浆料悬浮液的稳定性变化规律,并表征了碳纸原纸的匀度、透气性、抗张强度和电阻率的变化情况。结果表明,与使用去离子水处理的碳纤维相比,经0.75 mol/L的碱液预处理60 min后,碳纤维可以更好地在水中分散,制备出的碳纸原纸匀度性能更好,碳纸原纸的透气度从1432 mm/s降至1080 mm/s,抗张强度从1.44kN/m提升至2.49 kN/m,电阻率从143.58 mΩ/cm降至68.10 mΩ/cm。     

活性炭纤维纸的抄造技术研究

活性炭纤维纸是一种新型的特种纸。本文对该种纸的抄造方法进行了分析和提出技术要点。     

增强剂对碳纤维纸性能影响的研究

研究了三聚氰胺甲醛树脂(MF)、聚酰胺环氧氯丙烷(PAE)、聚乙烯醇(PVA)和阳离子聚丙烯酰胺(CPAM)4种增强剂以浆内添加和表面涂覆两种方式对碳纤维纸强度、透气度和导电性能的影响,同时分析了压榨对碳纤维纸性能的影响。结果表明,增强剂在提高碳纤维纸物理指数的同时降低了其导电性和透气性。浆内添加MF对碳纤维纸抗张指数的提升最为明显,但电阻和透气度的降低幅度也最大;表面涂覆CPAM,对碳纤维纸抗张指数影响显著,最大值较其他增强剂增大了近2倍,表明CPAM的表面涂覆可以进一步增加碳纤维纸强度;压榨可以明显提高碳纤维纸的抗张指数,在增强剂用量较低的时,抗张指数的提升幅度被强化,可使抗张指数提前达到最高值;减弱了增强剂对碳纤维纸电阻的影响。     

碳纤维纸的电热性能研究

通过优选分散剂的方式改善碳纤维纸的匀度,制备出温度分布均匀的碳纤维纸,探讨了分散剂对碳纤维纸匀度性能的影响,以及碳纤维纸电阻对电热性能的影响。采用尘埃匀度仪、热成像仪等仪器对制备的碳纤维纸进行表征。结果表明,制备碳纤维纸时,加入用量0. 6%的阴离子聚丙烯酰胺(APAM)能够较明显地改善纸张匀度;碳纤维纸在通电加热条件下,电阻仅降低了2. 59%,纸张表面温差小于6℃,具有恒定功率的特征;碳纤维在纸张中的加入量为5. 0%左右,可以获得较高的远红外法向全发射率,在8～15μm波段纸张法向全发射率最高为83. 13%。