國內外芳綸纖維及紙的對比研究.pdf

1、芳綸1313纖維，全稱為聚間苯二甲酰間苯二胺纖維，英文簡稱PMIA。芳綸1313纖維具有超高強度、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，具有良好的機械性能和絕緣性能，是一種高附加值的特種纖維紙，廣泛應用于高溫過濾材料、高溫防護服、電氣絕緣和蜂窩結構材料等領域，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)品質量接近NOMEX紙，本論文系統(tǒng)地對國內外芳綸1313纖維及紙進行了對比研究。利用AFM、FT-IR、DCS、多媒體顯微鏡和元素分析儀等觀察測試手段，對國內外芳綸1313纖維紙所用纖維原料的物理化學結構進行檢測；然后通過各種檢測儀器檢測出國內外芳綸1313紙張的物理強度與電氣絕緣性能；利用多媒體顯微鏡、SEM、FT-IR等測試手段，結合纖維原料的特性，分析出國內芳綸1313纖維紙性能不及杜邦同類產(chǎn)品的原因。 研究結果

3、表明：國產(chǎn)芳綸1313短切纖維的物理強度不及杜邦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分子結構基本一致；由于合成纖維的物理化學結構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象、取向度、結晶度不同，杜邦纖維的結晶度大于國產(chǎn)纖維，故其強度高。 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，熱壓過程中紙內外受熱存在梯度，紙內外纖維受熱熱收縮不均勻。其二，熱壓過程中紙內纖維所受摩擦力也存在梯度，導致纖維間產(chǎn)生相對滑動。 自制芳綸1313絕緣紙的抗張強度不及杜邦NOMEX410；通過試驗分析證明主要因為熱壓工藝缺陷導致芳綸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紙時沒有添加助劑或者添加量較少以致于紅外光譜檢測不到；熱壓后紙變黃不是因為紙中纖維產(chǎn)生了新的化學結構導致有新的發(fā)色基團產(chǎn)生，而是由于纖維的物理結構發(fā)生改變，結晶度與取向度的變化導致光的折射發(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外纖維受熱均勻，溫度不宜過大，可考慮在熱壓前添加一個