芳綸纖維-云母混合制備芳綸云母紙及其紙張性能研究.pdf

1、芳綸云母紙因高強(qiáng)度芳綸纖維而具有優(yōu)異的力學(xué)性能，同時(shí)結(jié)合天然云母耐高溫、耐絕緣、耐電暈而具備出色的電氣性能，逐漸成為新一代電氣絕緣材料，具有廣泛應(yīng)用潛力。盡管早期已有芳綸纖維與云母混合制備絕緣材料的專利，近期也有美國(guó)杜邦公司實(shí)現(xiàn)高絕緣壽命芳綸紙的研發(fā)，但目前國(guó)內(nèi)芳綸云母紙相關(guān)產(chǎn)品尚未出現(xiàn)。隨著我國(guó)新興工業(yè)技術(shù)的高速發(fā)展，具有優(yōu)異綜合性能如高機(jī)械強(qiáng)度，高耐溫性，高絕緣性，以及惡劣環(huán)境下的高適應(yīng)性電氣絕緣材料，需求顯著增加。因此，研究和開發(fā)

2、高性能芳綸云母絕緣紙迫在眉睫。
　　本論文針對(duì)芳綸纖維與云母混合成形制備工藝展開研究。通過對(duì)比間/對(duì)位芳綸沉析的形態(tài)差異，分析不同形貌對(duì)復(fù)合紙性能的影響，證實(shí)了對(duì)位沉析相對(duì)于間位呈現(xiàn)出更好的物理包覆效果和分散性特點(diǎn)；對(duì)位沉析纖維寬度分布為30~60μm，占纖維總量的25.5％，而間位沉析僅占12.9%，說明對(duì)位沉析在相同長(zhǎng)度下具有更大的表面積，有利于應(yīng)力傳遞，表現(xiàn)為高的抗張強(qiáng)度；同時(shí)，對(duì)位沉析也具有更好的熱穩(wěn)定性。云母粒徑大小及分

3、布也對(duì)紙張性能產(chǎn)生影響，結(jié)果表明粒徑分布范圍廣的復(fù)配體系具有更優(yōu)異的力學(xué)和電氣性能；而均一粒徑分布體系中，相較小粒徑復(fù)合紙，大粒徑云母復(fù)合紙具有更高力學(xué)強(qiáng)度，而不同粒徑復(fù)合紙的耐壓強(qiáng)度相近。
　　通過分析芳綸纖維與云母配比對(duì)紙張性能的影響，明確不同形態(tài)芳綸纖維在紙張中發(fā)揮的作用。在對(duì)比沉析云母復(fù)合紙F(tuán)-M和短切/沉析云母復(fù)合紙A-M力學(xué)和電學(xué)等其綜合性能的基礎(chǔ)上，實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析表明，這兩種紙張的抗張強(qiáng)度隨纖維含量增加而持續(xù)升高，在添

4、加量為50%時(shí)，分別達(dá)到最大值9.12N/cm和9.38N/cm；當(dāng)纖維含量相同時(shí)，A-M復(fù)合紙的撕裂強(qiáng)度遠(yuǎn)大于F-M復(fù)合紙，但其耐壓強(qiáng)度低于F-M復(fù)合紙；兩種復(fù)合紙隨纖維含量增大，抗水性明顯提升；紙張初始分解溫度逐漸降低，但仍具有良好的熱穩(wěn)定性。在芳綸云母紙中，沉析纖維主要起界面粘結(jié)作用，纖維量增多其包覆密度越大，紙張性能越好；短切纖維在低含量時(shí)會(huì)破環(huán)沉析云母粘結(jié)結(jié)構(gòu)，當(dāng)纖維量逐漸增多時(shí)，其在紙張中形成網(wǎng)絡(luò)骨架，提升紙張力學(xué)性能。

5、r>　　通過研究不同濃度多巴胺改性云母對(duì)芳綸云母紙性能的影響，進(jìn)一步明確界面相互強(qiáng)度對(duì)復(fù)合紙性能的作用。首先利用AFM，XRD和FT-IR等表征了多巴胺改性云母的效果，其中AFM圖顯示改性云母表面呈現(xiàn)三角形的凹凸?fàn)睿砻娲植诙萊MS從4.32nm提高至14.8nm；改性云母的紅外譜圖在1629cm-1左右處有微弱增強(qiáng)，說明聚多巴胺在云母表面沉積量增多；改性云母XRD衍射圖晶間距離的微增大，間接證明了多巴胺包覆完全；其次，對(duì)改性芳綸云母紙