芳纶纳米纤维毡/聚苯硫醚高温超过滤材料的制备及其性能

以N,N-二甲基乙酰胺/氯化锂(DMAc/LiCl)为溶剂溶解间位芳纶纤维,采用高压静电纺丝技术制备直径为100～500 nm的芳纶纳米纤维毡,与聚苯硫醚(PPS)针刺非织造布复合后形成高温超过滤材料。结果表明,芳纶纳米纤维毡具有良好的强度和耐高温性能,复合纤维毡对粒径位于0.1～0.6μm之间超微粒子的过滤效率达到99.9%,明显高于普通PPS非织造布的过滤效率(70%),但纳米芳纶/PPS复合高温超过滤非织造布的压降随芳纶纳米纤维膜厚度的增加而迅速下降,这是因为芳纶纳米纤维膜中纤维尺寸和孔径较小,导致过滤时阻力明显增加。     

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。     

芳纶纤维/浆粕及纸张晶体结构的偏光显微观察

高性能芳纶纤维具有高取向晶体结构,本研究采用偏光显微镜,对不同工艺来源的芳纶纤维及其抄造的纸张晶体结构进行观察和分析,解析了芳纶纤维和浆粕在纤维成形、纸张成形、受热等处理后的晶体变化规律,以及芳纶晶体结构特征对纸张性能的影响。     

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。     

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。     

芳纶纳米纤维改性聚四氟乙烯/聚苯硫醚针刺毡的制备及其性能

为提高耐高温聚四氟乙烯/聚苯硫醚(PTFE/PPS)针刺毡的过滤效率,在其表面涂覆了不同质量分数的芳纶纳米纤维(ANF)分散液得到PTFE/PPS/ANF复合针刺毡,对其微观形貌、元素组成、热稳定性、力学性能、孔径分布、透气性以及过滤性能进行研究。结果表明:芳纶纳米纤维分散液成功引入到PTFE/PPS针刺毡表面后在针刺毡内部呈现微纳结构,其对针刺毡的热稳定性和力学性能几乎没有影响;PTFE/PPS/ANF复合针刺毡对不同粒径的颗粒物过滤效率明显提高,尤其是对于粒径为1.25 μm颗粒物的过滤效率提高了37.9%,阻力仅有较少增加,针刺毡表面的纳米纤维膜在过滤过程中发挥了主要的过滤作用,基本实现了高效低阻效果。     

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。     

对位芳纶浆粕结构及性能的表征

对4种造纸用芳纶浆粕的结构与性能进行了研究,探讨了造纸用芳纶浆粕的表征方法.用光学显微镜及SEM观察纤维形态.用kajaani FS-200测定纤维的粗度、平均长度及长度分布;用打浆度、保水值表征浆粕的滤水性;用BET法测定浆柏的比表面积;比较了4种造纸用芳纶浆粕的抄造性能及芳纶纸的物理强度.结果表明,芳纶浆粕纤维的表面细纤维化程度、打浆度、保水值、比表面积的变化呈现一致的规律性.纤维粗度、长度变化规律性不明显,这种评价方法可以有效地表征浆粕的性能,在抄造芳纶特种纸时,要综合考虑浆柏纤维的长度、粗度以及比表面积等相关因素.     

芳纶Ⅱ与芳纶Ⅲ性能测试及对比分析

分别比较测试了芳纶Ⅱ与芳纶Ⅲ的基本物理特性和力学性能.结果表明:芳纶Ⅱ纤维较芳纶Ⅲ纤维表面光滑,芳纶Ⅲ纤维表面存在大量的微孔和微包;芳纶Ⅲ纤维与芳纶Ⅱ纤维的密度相近;芳纶Ⅲ纤维的含水率比芳纶Ⅱ提高了10.31％;在力学性能方面,芳纶Ⅲ单纤和复丝均优于芳纶Ⅱ,但稳定性不及芳纶Ⅱ.芳纶Ⅱ纤维中微孔和微包对其复合材料力学性能的影响需要进一步研究.     

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。     

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。     

芳纶Ⅲ纸基复合材料的制备与性能研究

以芳纶Ⅲ短切纤维与间位芳纶沉析纤维为原料,使用湿法成形技术,制备芳纶Ⅲ纸基复合材料,研究芳纶Ⅲ短切纤维长度和占比对芳纶Ⅲ纸基复合材料匀度、抗张强度、弹性模量、断裂伸长率、撕裂度的影响规律。结果表明,在芳纶Ⅲ短切纤维长度6 mm,占比50%时,芳纶Ⅲ纸基复合材料的综合力学性能较好,其中抗张强度为2.66 kN/m,弹性模量为3 136 MPa,断裂伸长率为1.78%,撕裂度为2 912 mN。纸基复合材料拉伸断裂面因芳纶Ⅲ短切纤维长度和占比的不同而呈现不同的形状。相比于间位芳纶纸,芳纶Ⅲ纸基复合材料具有更好的高温尺寸稳定性,有望在复合增强领域进一步提升芳纶的应用前景。     

添加芳纶纤维对成纸结构和性能的影响

制备了不同芳纶纤维含量的复合纸,对纸的组织和性能进行了分析。结果表明,未涂布胶乳时,芳纶纤维含量对定量、厚度和紧度无明显影响,但是涂布却明显使定量、厚度和紧度增大。芳纶纤维和涂布都弱化撕裂度指数。随着芳纶纤维含量的增加,抗张强度先增加后减小;涂布明显提高抗张强度。芳纶纤维对耐折度和耐破度影响不明显,但涂布有利于提高耐折度和耐破度。芳纶纤维对纸性能的影响主要包括两方面,一是芳纶纤维的强度比天然纤维的大,其次是芳纶纤维与天然纤维的结合强度比天然纤维间的小,当前者起主导作用时该性能变好,否则就下降。     

浅述芳纶纤维/浆粕在微观形态与结构方面的研究

随着科学技术的进步,芳纶纤维的应用越来越广泛,从理论上揭示纤维结构、性能与成纸的相关性,是提升芳纶纸质量的当务之急。其微观结构的表征,可以采用扫描电镜SEM、原子力纤维镜(AFM)、透射电镜(TEM)和共焦激光扫描电镜法(CLSM)。本文浅述芳纶纤维/浆粕在微观形态结构方面的研究。     

炭黑/芳纶沉析/碳纤维纸的制备及电热性能分析

以碳纤维为电热骨架、炭黑为导电桥梁、芳纶沉析纤维为辅助成形浆料,通过湿法成形工艺制备炭黑/芳纶沉析/碳纤维纸。结果表明,炭黑/芳纶沉析/碳纤维纸（炭黑含量10%、芳纶沉析纤维含量20%、碳纤维含量70%）在固含量15%的酚醛树脂浸渍热压处理后性能最佳,抗张强度1989 kN/m、撕裂度1057 mN、方阻1.5 Ω/□;在8 V电压下,所制备的炭黑/芳纶沉析/碳纤维纸电加热后表面温度最高可达242.5℃。     

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。     

石墨烯/碳纤维/芳纶电磁屏蔽纸的制备与性能研究

本研究以耐高温的芳纶短切纤维和芳纶沉析纤维为纸基纤维材料,导电性优良的碳纤维为导电骨架,石墨烯为电磁屏蔽增强材料,结合抄纸和涂布工艺制备得到石墨烯/碳纤维/芳纶电磁屏蔽纸。结果表明,制备的石墨烯/碳纤维/芳纶电磁屏蔽纸具有“三明治结构”,其厚度为333.9 μm时,在X波段的电磁屏蔽效能SE_T高达70.3 dB,电导率高达1 685 S/m,兼有较好的耐高温性和耐腐蚀性。     

1000/50芳纶纸机的设计与开发

对芳纶纤维造纸的主要特点作了简单介绍,重点阐述了1000/50芳纶纸机的配置与特点。该机主要由中心布浆器、斜网部、压榨部、烘干部、压光机、传动部组成,并介绍了芳纶纸的远红外线干燥原理及其升降调节装置。     

聚苯硫醚/玻璃纤维轻质复合材料制备及性能研究

聚苯硫醚纤维与玻璃纤维按照质量比60∶40进行混合,再梳理成网、针刺成毡,经热压成型工艺制得4种不同厚度的复合材料,并对其厚度、面密度、热变形温度、力学性能及隔声性能进行测试。结果表明:聚苯硫醚/玻璃纤维轻质复合材料的耐热性能较好,热变形温度均为270℃以上;其中,厚度为1.5 mm的聚苯硫醚/玻璃纤维轻质复合材料面密度最小,拉伸强度和弯曲强度最大,隔声性能较好,最大隔声量出现在频率5 000 Hz处。