國(guó)內(nèi)外芳綸纖維及紙的對(duì)比研究.pdf

1、芳綸1313纖維，全稱為聚間苯二甲酰間苯二胺纖維，英文簡(jiǎn)稱PMIA。芳綸1313纖維具有超高強(qiáng)度、高模量、耐高溫、耐酸耐堿等優(yōu)良性能。由芳綸1313纖維生產(chǎn)的后加工產(chǎn)品芳綸絕緣紙，具有良好的機(jī)械性能和絕緣性能，是一種高附加值的特種纖維紙，廣泛應(yīng)用于高溫過(guò)濾材料、高溫防護(hù)服、電氣絕緣和蜂窩結(jié)構(gòu)材料等領(lǐng)域，是目前世界上發(fā)展最快的耐高溫絕緣材料。 本課題組開發(fā)的芳綸1313纖維紙已能作為低端產(chǎn)品使用，與杜邦同類產(chǎn)品相比仍然存在很大差距

2、，為了使產(chǎn)品質(zhì)量接近NOMEX紙，本論文系統(tǒng)地對(duì)國(guó)內(nèi)外芳綸1313纖維及紙進(jìn)行了對(duì)比研究。利用AFM、FT-IR、DCS、多媒體顯微鏡和元素分析儀等觀察測(cè)試手段，對(duì)國(guó)內(nèi)外芳綸1313纖維紙所用纖維原料的物理化學(xué)結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢測(cè)；然后通過(guò)各種檢測(cè)儀器檢測(cè)出國(guó)內(nèi)外芳綸1313紙張的物理強(qiáng)度與電氣絕緣性能；利用多媒體顯微鏡、SEM、FT-IR等測(cè)試手段，結(jié)合纖維原料的特性，分析出國(guó)內(nèi)芳綸1313纖維紙性能不及杜邦同類產(chǎn)品的原因。 研究結(jié)果

3、表明：國(guó)產(chǎn)芳綸1313短切纖維的物理強(qiáng)度不及杜邦Nomex短切纖維，多媒體顯微鏡觀察得到短切纖維物理表觀性能相差不大，但通過(guò)AFM觀察，其表面更為粗糙FT-IR與元素分析得到兩種纖維化學(xué)分子結(jié)構(gòu)基本一致；由于合成纖維的物理化學(xué)結(jié)構(gòu)決定了纖維的物理性能，引起兩種纖維物理性能的差別是由于纖維中大分子鏈構(gòu)象、取向度、結(jié)晶度不同，杜邦纖維的結(jié)晶度大于國(guó)產(chǎn)纖維，故其強(qiáng)度高。 自制芳綸1313原紙的勻度不及杜邦的NOMEX411紙，定量相差

4、不大的自制芳綸1313絕緣紙的勻度也較杜邦NOMEX410紙張的勻度差。自制原紙經(jīng)熱壓后勻度變差的原因有兩方面：其一，熱壓過(guò)程中紙內(nèi)外受熱存在梯度，紙內(nèi)外纖維受熱熱收縮不均勻。其二，熱壓過(guò)程中紙內(nèi)纖維所受摩擦力也存在梯度，導(dǎo)致纖維間產(chǎn)生相對(duì)滑動(dòng)。 自制芳綸1313絕緣紙的抗張強(qiáng)度不及杜邦NOMEX410；通過(guò)試驗(yàn)分析證明主要因?yàn)闊釅汗に嚾毕輰?dǎo)致芳綸1313纖維的優(yōu)異物理性能在紙中未能得到發(fā)揮，而且還可以推測(cè)出杜邦熱壓工藝中壓力與

5、溫度不如自制芳綸1313絕緣紙的大。 從紅外光譜分析得到，杜邦公司在生產(chǎn)NOMEX411紙時(shí)沒有添加助劑或者添加量較少以致于紅外光譜檢測(cè)不到；熱壓后紙變黃不是因?yàn)榧堉欣w維產(chǎn)生了新的化學(xué)結(jié)構(gòu)導(dǎo)致有新的發(fā)色基團(tuán)產(chǎn)生，而是由于纖維的物理結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，結(jié)晶度與取向度的變化導(dǎo)致光的折射發(fā)生改變而使紙張變黃。 優(yōu)化自制芳綸1313絕緣紙的熱壓工藝要從加熱方式入手，加熱方式要使紙張內(nèi)外纖維受熱均勻，溫度不宜過(guò)大，可考慮在熱壓前添加一個(gè)