聚酯纖維紙力學(xué)性能的提高.pdf

1、以聚酯纖維為原料制備耐熱絕緣紙，可以提高紙品使用性能，減少砍伐大片森林，獲得良好的社會(huì)效益。然而，目前以濕法成形的方法制備的聚酯復(fù)合材料性能較差，主要影響因素有:一、纖維和漿粕的性能;二、纖維和漿粕間的界面粘結(jié)。
　　纖維和漿粕的形態(tài)和性能對(duì)紙張性能有重要影響。采用光學(xué)顯微鏡、SEM對(duì)PET纖維、漿粕及PMIA纖維和漿粕進(jìn)行觀察，并進(jìn)行篩分和MorFi分析。結(jié)果表明:PET纖維直挺，表面較為潔凈。PMIA纖維表面有細(xì)小顆粒物質(zhì)存在

2、，纖維直挺，粗細(xì)不均一。PET漿粕仍呈纖維狀纏繞在一起，部分在研磨制備過(guò)程中被壓扁，主干部分的表面有少量細(xì)纖維。PMIA纖維碎片較多，呈較薄的絲帶狀。SEM觀察下PET纖維表面較光滑有少量微纖存在，與纖維軸向平行呈褶皺狀。PMLA纖維表面潔凈，凹槽、溝壑較多。大部分PET漿粕呈較厚的膜狀，且厚度不均一。PMIA漿粕呈較薄的絲帶狀，表面有大量的微纖維存在。PET漿粕及PMIA漿粕的篩分結(jié)果表明，PET漿粕尺寸較為粗大，R16組分含量最高，

3、為57.8％，長(zhǎng)度主要分布在0.27mm-1.0mm之間。PMIA漿粕的長(zhǎng)度主要分布在0.15mm-1.00mm范圍內(nèi)。PET漿粕的重均長(zhǎng)度和粗度均比PMIA漿粕的大，PMIA漿粕的細(xì)小纖維含量比PET漿粕的高，且分絲帚化程度也較高。
　　對(duì)PET復(fù)合紙的表面及力學(xué)性能進(jìn)行表征。結(jié)果表明，紙張經(jīng)熱壓前纖維和漿粕不均勻分布，經(jīng)熱壓后紙張表面凹凸不平，纖維和漿粕之間有較大的縫隙存在，PMIA紙中纖維和漿粕均勻分布，熱壓后紙張表面平整，

4、纖維和漿粕間沒(méi)有大孔隙存在。
　　為了改善纖維的抄造性能，本研究對(duì)PET纖維進(jìn)行了機(jī)械打漿、磨漿處理，其中打漿條件為時(shí)間為10min，掛砣重6Kg，漿濃為1.5％。磨漿濃度為10％，磨漿轉(zhuǎn)數(shù)分別為500r、650r、800r、1000r、1200r。結(jié)果表明經(jīng)磨漿或打漿處理后的PET纖維沒(méi)有發(fā)生分絲帚化，但發(fā)生了卷彎曲和纏結(jié)。隨著磨漿程度的增加纖維間的纏結(jié)程度增加，纖維在水中的分散性能也逐漸下降。經(jīng)打漿或磨漿處理后的成紙勻度下降。

5、經(jīng)磨漿處理后纖維成紙的抗張指數(shù)下降。PET纖維經(jīng)打漿處理后的成紙的抗張指數(shù)增大。另外，對(duì)PET纖維進(jìn)行NaOH及十二烷基苯磺酸鈉處理，經(jīng)過(guò)處理后PET纖維親水性增強(qiáng)，在水中分散效果改善，結(jié)晶度下降，紙強(qiáng)度下降。
　　本論文對(duì)PET漿粕進(jìn)行了打漿及磨漿處理，對(duì)漿粕的原纖化程度對(duì)紙張性能的影響進(jìn)行研究，并對(duì)處理后的漿粕形態(tài)進(jìn)行了光學(xué)顯微鏡觀察和篩分、MorFi分析，結(jié)果表明，經(jīng)過(guò)打漿處理后PET漿粕尺寸變小，表面微纖稍有增多，經(jīng)磨漿處

6、理的漿粕表面的微纖隨著磨漿轉(zhuǎn)數(shù)的增加而增加，但是漿粕的長(zhǎng)度分布總體趨勢(shì)與原漿粕一致。與未經(jīng)處理的漿粕相比，經(jīng)打漿處理后漿粕的成紙抗張強(qiáng)度稍有提高。
　　纖維及漿粕的熱性能對(duì)紙張界面有重要影響，本研究對(duì)PET纖維和漿粕進(jìn)行了TG、DSC進(jìn)行了測(cè)試分析。PET纖維在259.88℃處出現(xiàn)熔融吸熱峰。PET漿在250℃附近出現(xiàn)熔融吸熱峰。另外，在PET復(fù)合紙中加入環(huán)氧樹(shù)脂后PET復(fù)合紙的熱性能基本沒(méi)變化。紙張的表面、橫切面及斷面的SEM觀

7、察表明，紙張中的纖維與漿粕間的界面粘結(jié)得到改善。添加環(huán)氧樹(shù)脂后紙張的抗張強(qiáng)度提高了近2倍。
　　最后本研究采用粉末狀玻璃纖維及短切玻璃纖維作為增強(qiáng)纖維，加入到PET復(fù)合紙中。隨著粉末狀玻璃纖維添加量的增大，紙張的抗張強(qiáng)度先上升后下降，介電強(qiáng)度呈下降趨勢(shì)。粉末狀玻璃纖維的最佳添加量為15％。對(duì)其留著率的提高研究結(jié)果表明，當(dāng)抄紙網(wǎng)目為100目，CPAM加入量為0.12％時(shí)，通過(guò)測(cè)定紙張的TG確定紙張中粉末狀玻璃纖維的含量得到提高，即其

8、留著率提高。加入短切玻璃纖維B后紙張的抗張強(qiáng)度及介電強(qiáng)度反而下降。采用KH550，KH570，先濃H2SO4分散后CMC/CS交替處理及CMC/CS交替處理濃H2SO4分散四種方法對(duì)短切玻璃纖維B進(jìn)行了表面改性，在玻璃纖維添加量為15％時(shí)，經(jīng)KH550處理的短切玻璃纖維B的成紙抗張強(qiáng)度上升，經(jīng)CMC/CS處理的成紙介電強(qiáng)度上升，其他方法均使紙張強(qiáng)度下降。添加量為20％時(shí)，經(jīng)CMC/CS交替處理后玻璃纖維的成紙抗張指數(shù)有所上升，介電強(qiáng)度基