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。     

芳纶树脂液浸渍协同冷压光制备高强度间位芳纶纸的研究

本研究提出了一种采用同质同源的芳纶树脂液浸渍协同冷压光制备间位芳纶纸的新工艺,芳纶树脂液中的强极性分子使间位芳纶纤维发生部分润胀和溶解。同时,形成的再生芳纶聚合物可以填充孔隙,且在压力作用下,纤维接触面积显著增加,产生更多氢键结合,纸张结构致密性和物理性能得到进一步提升。结合响应面法,以干燥时间、干燥温度和冷压光压力为自变量,以拉伸强度和击穿强度为响应值,对工艺参数进行优化。结果表明,干燥时间2.1 min、干燥温度79.8℃、冷压光压力17.27 MPa的最优条件下制备的间位芳纶纸,其拉伸强度、杨氏模量和击穿强度分别为36.93 MPa、887.13 MPa和16.42 kV/mm,与热压工艺制得的间位芳纶纸相比,分别提高了119%、127%和4%。     

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。     

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。     

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。     

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。     

热压工艺对芳香族聚酰胺纤维纸性能的影响

热压是芳纶纤维纸生产中至关重要的工序,本文重点探讨了热压温度和压力对芳纶纤维纸成纸性能的影响,并对其机理作了初步的分析和探讨。试验发现,随着热压温度的升高,芳纶纤维纸的抗张强度和撕裂度先上升后下降,而其耐压强度则随温度的升高呈下降趋势;但是,随着热压过程中线压力的增加,芳纶纤维纸的物理强度和绝缘性能则都呈先上升后下降的变化趋势。     

芳纶纸热压成型后处理对纸页性能的影响

芳纶纸成形后需要通过热压光来提升各项性能,本文探讨了芳纶纸在一定的热压条件下热压后再对其进行高温保温处理、冷浸渍处理以及铝箔保护处理,研究保温及冷浸渍对芳纶纸性能的影响。实验结果表明,与冷浸渍处理相比,热压后高温保温处理以及铝箔保护处理均可提升芳纶纸各项性能。     

热压温度对高性能纤维云母纸基物理性能的影响

以芳纶1313短切纤维、浆粕和云母粉为主要原料的高性能纤维云母绝缘纸,经过湿法成型和干燥获得初始强度,将其在平板热压机上进行热压,探讨了热压温度对高性能纤维云母绝缘纸的透气率、抗张强度、伸长率和厚度物理性能的影响。实验结果表明,热压温度对高性能纤维云母纸基的抗张强度和伸长率有较大的影响,对纸张透气率的影响次之,对纸张厚度的影响较小。热压温度200~240℃时高性能纤维云母纸基可以得到较好的物理性能。     

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。     

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。     

芳纶纸高温压光过程冷却段的传热模拟研究

经过320℃高温压光的芳纶纸在出压区冷却过程中纸面温度会急剧变化,导致纸幅收缩会对卷曲造成不利影响。为探究芳纶纸出压区后的降温情况,利用牛顿冷却定律和对比参量公式推导出芳纶纸低速热压光过程中的传热方式,借助Matlab软件模拟计算了单辊加热下芳纶纸离开压区后的温度,并与纸张的实际温度测量值进行了对比。结果表明,在压光机车速10 m/min、压光温度320℃条件下,芳纶纸出压区后的热对流形式以自然对流为主;芳纶纸在出压区初期降温较明显,在1 m的特征长度内芳纶纸的温度降至50.2℃,在5 m的假设特征长度内,芳纶纸的温度降至室温。     

采用响应面法研究制备工艺对对位芳纶纸吸收性的影响

采用响应面分析法研究制备工艺对对位芳纶纸吸收性能的影响,考察了热压温度、热压压力、短纤配比和浆粕打浆度4因素与对位芳纶纸吸收性能的相关性及其规律。结果表明,热压压力、热压温度和短纤配比对对位芳纶纸的吸收性均有非常显著的影响,热压温度和热压压力与对位芳纶纸的吸收性呈负相关,而短纤配比则与之呈正相关。通过优化多元回归结果建立对位芳纶纸的吸收性与制备工艺的二次多项式回归模型,模型回归显著(R2=0.9060),可以用于对位芳纶纸吸收性能的分析和预测。     

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.     

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。     

芳纶短切纤维打浆工艺及机理

研究引入了另一种高性能纤维——芳纶1414纤维来代替芳纶1313纤维配抄芳纶纸，并对其进行了打浆处理，结果显示，纸张的抗张强度、撕裂度和绝缘性能有较大幅度提高，实验中还确定了短切纤维更适宜于PFI磨打浆，最佳打浆工艺参数为：纤维长度5mm，打浆间隙0．2mm，转数2000转。最后，研究了短切纤维打浆机理主要是通过层间相对滑动来提高纤维的柔软度，进而改善了纸张的匀度和纤维间结合状况，最终提高了芳纶纸的物理强度。     

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。     

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。     

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。     

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。