高性能(néng)纖維紙是指相件樂别于普通紙張、具有特殊的紙張結構,或包笑制含特殊的原料、助劑、塗層等,可用作絕緣、導電、耐熱、阻燃、隔熱、耐拍服腐蝕、耐化學(xué)試劑等特殊領域的紙張。高性能(nén腦也g)纖維紙針對(duì)性和專用性很強,在電子電氣、航空航天、軍事(s少高hì)科技、工業生産和日常生活中用途廣泛。目前常見的用于制備高性能(néng)機房纖維紙的原料有芳綸、碳纖維、聚酰亞胺纖維、聚對(duì)苯撐苯了火并二噁唑纖維(PBO)、聚苯并咪唑纖維(PBI)、碳化矽纖服器維、聚四氟乙烯纖維、玄武岩纖維等她頻。加工方法主要分為濕法與幹法兩(liǎng)好費種(zhǒng):(1)濕法成(c匠店héng)形是將(jiāng)短纖維原料、粘結劑(熱固性的樹脂或是粘合性樹舊高的樹脂等)加入紙漿中,濕法抄造成(chéng身近)形後(hòu)經(jīng)熱軋工藝制備而成(ché生草ng)。成(chéng)紙性能(請也néng)的主要影響因素包括纖維粗細、長(cháng)度、纖友文維表面(miàn)粗糙程度、纖維表面(miàn)活性基團、分散劑、紙漿、頻機粘結劑、熱軋溫度、紙厚度等;(2)幹法成(chéng)形工藝則比河舞較簡單,它是利用氣流或梳理成(chéng)網的呢店工藝,首先將(jiāng)原料纖維與又得粘合劑(熱塑性、熱固性粘合劑)均勻地鋪設成(chéng)網,能話制成(chéng)厚度可控、均勻的非織造布,再經(jīng)過(guò)軋光機南房熱軋、熱風穿透幹燥工藝制得高性能(néng)愛紙纖維紙。
1 芳綸紙
芳綸紙,學(xué)名聚芳酰胺纖維紙,主要新厭由沉析纖維和短切纖維按一定比例混合打漿後河木(hòu)抄造熱軋而成(chéng)。它不但具有鐵年優良的物理機械性能(néng),還(h新熱ái)具有較好(hǎo)的熱穩定性、阻燃性、銀生電絕緣性和耐輻射性,是航空、航天、國(guó)防、電子、通訊、環保、化工和海開們洋開(kāi)發(fā)等領域中的重要基礎材料。芳綸紙由美國(guó)杜公些邦公司于1960 年研制成(chéng)功還得,主要是以芳綸1313為主要原料的Nomex®系列和以芳綸1414問遠為主要原料的Kevlar®系列。2014年杜邦帝人先進(jìn)紙(睡水日本)有限公司申請了關于導電芳綸紙鄉畫及其制備方法的專利,專利主要介紹的導電性芳綸紙,包含芳綸短纖維、芳綸沉身媽析纖維以及含導電性填料的導電性芳綸紙,其抄造的芳綸紙密度為資了0.45~1.10 g/cm3、拉伸強度為2.5 kN/m以上、表面(miàn南電)電阻率為10 ~ 500Ω·m,所制備的導電性芳綸紙具有良火去好(hǎo)的抗靜電功能(nén山電g)。
芳綸及芳綸紙的核心制備技術被(bèi)美國(guó)杜邦、日本帝人等少數街呢公司長(cháng)期壟斷,國(guó少器)内自20世紀80年代開(kā區微i)始做跟蹤研究,其中煙台泰和新材料股份有限腦熱公司(原煙台氨綸)聯合東華大學(xué)經(jīn不醫g)過(guò)不斷技術攻關,分别筆話于2004年和2008年實現了芳綸1313和芳綸紙的産喝多業化生産,其芳綸和芳綸紙的綜合性能(néng)藍吃達到(dào)杜邦和帝人等大公司産品性能(néng)的70% ~ 80%。鐵說近年來國(guó)内外研究學(xué)者們對(duì)芳綸紙照能進(jìn)行了大量研究。
2 碳纖維紙
碳纖維紙是使用100%碳纖維或活性碳纖房請維,以及碳纖維或活性碳纖維與其它纖維混合後(hòu),利用濕法就資或幹法成(chéng)形的方法抄造而成(ché什書ng)的。可用作防靜電包裝紙、面(說化miàn)狀發(fā)熱材料、電磁亮著波屏蔽材料、導電紙、質子交換膜燃料電池用氣體擴散層材料等,具有廣闊的應用前木空景。美國(guó)底特律一家公司在2007年成(ch視到éng)功申請了一項關于碳纖維紙的美聽林國(guó)專利。該發(fā)明綠討用碳纖維紙作為燃料電池的氣體擴散介影山質,以增加燃料電池的耐用性。2005年,日本一家哥能公司也發(fā)明了一種(zhǒng)用于燃料電池的碳纖維紙笑可。該碳纖維紙比表面(miàn)積達1.05 m2/g以上年拍,具有極好(hǎo)的彈性,更适用于燃料電池的多孔電極基材。除此之外,其他專少銀家學(xué)者也對(duì)碳纖維紙進(jìn化資)行了大量的科學(xué)探究。1988年,美國(guó)Stackpol對水eFibers公司采用短切碳纖維與植物纖熱一維的混合漿料通過(guò)濕法造紙的方法制備了具有可資那控電阻率的碳纖維紙,用作電子設備的電磁屏蔽材料;Masanori等采用濕法造紙員媽工藝制備了碳納米管(CNT)/纖維素纖維複合導電紙,對(duì)于 5~空遠10 GHz的電磁波,其屏蔽效能(néng)可達50 dB;王虹等習為對(duì)碳纖維分散性及其濕法抄造碳纖維紙進(jìn)行研究,結果表明,添還妹加分散劑能(néng)有效改善碳纖維的分呢師散性,以陰離子聚丙烯酰胺(APAM)和聚氨酯型(PU生制)分散劑複配使用為最佳,碳纖維越長(木兵cháng)或分散體系中碳纖維質量百分數越高越難分散,适宜的碳纖維長很理(cháng)度為 2~6 mm,用木漿或熱熔纖維作粘合行化纖維能(néng)有效提高碳纖維紙的強度。
3 其他高性能(néng)纖維紙
除上述介紹的芳綸紙、碳纖維紙外,以PBO、聚苯胺、聚酰亞胺、玄為答武岩等為原料抄造的高性能(néng)纖維紙的研究與開(kāi)發(f報街ā)也日趨火熱。周洋等以植酸(PA站匠)為摻雜劑/共摻雜劑制備聚苯胺,并抄造成(chéng)聚苯胺的導電阻燃紙時下,測試結果顯示,制備的聚苯胺導電阻燃東拍紙均有較好(hǎo)的導電和阻燃效果,并且具有良好(hǎo)的阻燃環境穩定性拿金;楊軍等用苯并噁嗪樹脂增強PBO紙基材料,該紙草哥基材料在未完全固化的條件下,其縱雨跳、橫向(xiàng)的裂斷長(cháng)分别高達7.5妹些1 km 和6.82 km,并且具有良好(hǎo筆是)的耐熱性能(néng);日本宇部興産(UBE)株什還式會(huì)社通過(guò)對(duì)聚酰亞亮機胺泡沫進(jìn)行打漿,發(fā)明了一種(zhǒng)用于制造聚酰亞還為胺耐熱紙的纖維,該纖維具有多分叉的特點,且纖維的耐熱溫度很高,制成(c微生héng)的紙頁經(jīng)熱軋後(hòu)可獲得高強度的聚酰謝高亞胺耐熱紙。 &nb分錯sp;
另外,河北工業大學(xué)的胡琳娜早在2004年就(ji鐘妹ù)以30% ~ 40%的玄武岩纖維與60% 自章~ 70%的木漿混合成(chéng)漿,抄制高性能(néng)雪看的紙張,其實驗結果表明,玄武岩纖維含量越高拍能,混抄紙闆的透氣性越大,但強度會(huì)降低,其最大特點是可降解又算,對(duì)環境無害。
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