聚酰亞胺纖維紙基復(fù)合材料的研究.pdf

1、聚酰亞胺纖維是一種高強(qiáng)度、高模量、耐高溫纖維，在300℃下可長(zhǎng)時(shí)間使用，介電性能優(yōu)良，是高性能耐高溫絕緣材料的最佳選擇。聚酰亞胺纖維因?yàn)槎糖欣w維呈棒狀結(jié)構(gòu)，且纖維表面光滑、缺少化學(xué)活性，纖維間有效結(jié)合較弱，成紙的力學(xué)性能較差。因此，需要對(duì)纖維進(jìn)行表面的預(yù)處理，同時(shí)在紙頁(yè)成型時(shí)添加少量的對(duì)位芳綸沉析纖維，提高成紙時(shí)的勻度和強(qiáng)度。
　　首先，采用化學(xué)預(yù)處理與打漿疏解方式對(duì)纖維的分散性及不同處理方式對(duì)紙頁(yè)性能的影響進(jìn)行研究。結(jié)果表明，聚

2、酰亞胺纖維由于自身結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，不適宜打漿處理，打漿處理后的纖維表面不會(huì)發(fā)生分絲帚化、起毛等現(xiàn)象，反而會(huì)在纖維的表面產(chǎn)生大量的刻痕以及發(fā)生纖維切斷等現(xiàn)象，引起纖維結(jié)構(gòu)的破壞，導(dǎo)致纖維強(qiáng)度的下降;采用十二烷基苯磺酸鈉浸泡清洗，經(jīng)纖維篩分儀篩分處理，纖維集束可以有效的從纖維漿料混合懸浮液中分離出來(lái)，提高成紙的勻度，進(jìn)而提高紙頁(yè)的各項(xiàng)性能指標(biāo);與采用經(jīng)打漿的纖維所抄的紙頁(yè)進(jìn)行對(duì)比，經(jīng)十二烷基苯磺酸鈉處理的纖維抄造紙頁(yè)，紙頁(yè)的各項(xiàng)性能指標(biāo)更加優(yōu)異。

3、
　　其次，研究不同長(zhǎng)度聚酰亞胺纖維與紙頁(yè)性能的相關(guān)性。結(jié)果表明，隨著纖維長(zhǎng)度增加，聚酰亞胺纖維紙頁(yè)的勻度逐漸變差。纖維長(zhǎng)度大于5mm時(shí)，紙頁(yè)的勻度很差，紙頁(yè)中的云斑及絮聚團(tuán)較多;隨著纖維長(zhǎng)度的增加紙頁(yè)的緊度逐漸下降，而抗張指數(shù)逐漸增大;紙頁(yè)的伸長(zhǎng)率，隨著纖維長(zhǎng)度的增加先上升后下降，在纖維長(zhǎng)度為5mm時(shí)達(dá)到最大值，在纖維長(zhǎng)度達(dá)到6mm時(shí)開始呈現(xiàn)下降趨勢(shì);撕裂指數(shù)隨著纖維長(zhǎng)度的增加呈現(xiàn)增加的趨勢(shì)，在6mm時(shí)，撕裂指數(shù)達(dá)到最大值26.

4、878mN·m2·g-1;紙頁(yè)的耐壓強(qiáng)度隨著纖維長(zhǎng)度的增加，呈現(xiàn)先增大后趨于緩和的趨勢(shì)，纖維長(zhǎng)度在5～6mm時(shí)，紙頁(yè)的耐壓強(qiáng)度增加的趨勢(shì)趨于平緩。
　　然后，采用四因素四水平正交實(shí)驗(yàn)法，研究濕法成型工藝及浸漬濃度對(duì)紙頁(yè)性能的影響。結(jié)果表明，隨著PEO用量的增加，紙頁(yè)的抗張指數(shù)、伸長(zhǎng)率和撕裂指數(shù)均表現(xiàn)為先上升后下降的趨勢(shì)，其耐壓強(qiáng)度提高;隨著沉析纖維用量的增大，紙頁(yè)的抗張、伸長(zhǎng)率和撕裂指數(shù)均表現(xiàn)為先上升后下降的趨勢(shì)，耐壓強(qiáng)度呈現(xiàn)上升

5、的趨勢(shì);隨著浸漬濃度的增大，紙頁(yè)的抗張、伸長(zhǎng)率呈現(xiàn)上升的趨勢(shì)，撕裂呈現(xiàn)下降的趨勢(shì)，耐壓強(qiáng)度整體呈現(xiàn)上升后趨于平緩。采用聚酰亞胺纖維抄造紙頁(yè)，添加少量的對(duì)位芳綸沉析纖維和分散劑PEO，當(dāng)PEO用量為0.06％，沉析纖維用量為7％時(shí)，疏解2000轉(zhuǎn)，并通過(guò)固含量為的3％聚酰亞胺樹脂浸漬時(shí)，紙頁(yè)呈現(xiàn)最佳的勻度和強(qiáng)度性能。
　　最后，采用三因素三水平正交實(shí)驗(yàn)法，研究熱壓工藝與紙頁(yè)性能的關(guān)系。結(jié)果表明，紙頁(yè)的抗張指數(shù)、緊度、伸長(zhǎng)率、撕裂指數(shù)

6、和耐壓強(qiáng)度均隨著熱壓溫度的升高而呈現(xiàn)上升的趨勢(shì);紙頁(yè)的抗張指數(shù)、緊度、撕裂指數(shù)和耐壓強(qiáng)度均隨著熱壓時(shí)間的延長(zhǎng)而呈現(xiàn)上升的趨勢(shì)，而伸長(zhǎng)率呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢(shì);隨著熱壓壓力的增大，紙頁(yè)的抗張指數(shù)呈現(xiàn)先增大減小，緊度和伸長(zhǎng)率呈現(xiàn)先增大減小趨于平緩的趨勢(shì)，撕裂指數(shù)和耐壓強(qiáng)度呈現(xiàn)小幅下降。采用平板硫化機(jī)進(jìn)行熱壓時(shí)，當(dāng)熱壓溫度為220℃，熱壓時(shí)間3min，熱壓壓力10MPa時(shí)，紙頁(yè)的性能指標(biāo)最佳。
　　選用掃描電鏡(SEM)、X射線衍射儀(