对位芳纶纤维结构和成纸特性相关性的研究.pdf

对位芳纶纤维结构与成纸特性相关性研究摘要对位芳纶纤维,全称为聚对苯二甲酰对苯二胺纤维,英文简称 PPTA。随着造纸工业的发展,人们对纸张性能的要求越来越高,芳纶纤维因兼有优异的湿加工性能和增强性能而被广泛应用于造纸工业,制造特种纸基材料,应用于特殊领域。然而对位芳纶纸基材料因其分子链刚性结构以及纤维表面化学惰性导致其力学性能较差, 为了研制具备优异力学性能和电学性能的耐高温芳纶纸基材料,在使用分散体系提高其分散特性的同时,采用了芳纶l 313浆粕及聚酯纤维作为粘结纤维对对位芳纶纤维纸进行增强。本课题研究了芳纶1 44纤维的形态、物理化学性能和在湿法造纸中的抄造性能及成纸机理。通过大量正交实验及单因素实验,对芳纶1 44纤维的预处理方法、打浆方式、纤维配比、抄造方式、分散剂选择和用量、热压工艺等进行了广泛的研究,改进并确定了芳纶纸湿法成形工艺;选用芳纶1 3l3沉析纤维以及聚酯纤维分别作为粘结纤维对对位芳纶纸进行增强,并确定优化工艺;采用多媒体显微镜、FTIR、,对芳纶纤维形态、结构及其热裂解性能进行了初步研究。确定对位芳纶纤维形态为:对位短切纤维宽度约为1 09m,长度约3~5mm,浆粕纤维长约1~3mm,作为粘结纤维的间位芳纶沉析纤维长约1~3mm,聚酯纤维宽度约1 O“m,长3~5mm。芳纶纸造纸工艺为:湿法成型时质量配比为短切纤维:沉析纤维=l:,再加入20%左右的粘结纤维;短切纤维应进行预处理,对浆粕纤维进行适当打浆,打浆度为400SR左右,选用PEO作为纤维分散剂,PEO %时,芳纶纸的各项指标较优。, 压力160bar,温度260℃,热压次数1~3次。以上工艺条件下,选用间位芳纶沉析纤维作为粘结纤维时,确定芳纶纸的物理指标为:抗张指数58 N·m/g,撕裂指数l ·m2/g, 伸长率 %;聚酯纤维作为粘结纤维时芳纶纸的物理指标为: 抗张指数为1 ·m/g, mN·m2/g,%。故聚酯纤维的增强效果优于间位沉析纤维。短切纤维与浆粕纤维红外吸收峰的相似之处在于:从波数上看, 短纤维或浆粕之间氢键化程度不同导致N—H键的吸收峰向低波数方向位移。不同处在于:从红外吸收强度看,芳纶短纤维在4000~3300 cm。与1 200~1 600cm。处吸收强度,即出峰积分面积大于浆粕纤维, 故两段主要吸收波数区域中基团的偶极矩改变程度比浆粕纤维大, 说明基团受到限制较弱,这可能是因为芳纶浆粕氢键缔合程度,即结晶度小于短纤维所致。使用DTA。TG对芳纶纤维和聚酯纤维进行了差热分析,芳纶纤维的热裂解起始温度为520℃左右,聚酯纤维热裂解起始温度为 440℃左右。聚酯纤维分子量比对位芳纶纤维小、初始结晶度也低得多,故玻璃化转变更容易,在高于玻璃化温度时的结晶性能也比对位芳纶纤维强,在高温压力下软化熔融并与对位芳纶纤维形成一定粘结而获得牢固的成纸粘结力。关键词:对位芳纶,间位芳纶,聚酯纤维,打浆,热压,差热分析 STUDY oN FIBER IN PAPERMAKING PRoPERTIES AND ITS STUCTURE PROPERTIES ABSTRACT Para—aramid fiber,named poly P—phenylene terephthanalamide phenylenediamine ofitsrigid molecule structure and bad surface chemical performance,it has abad mechanical properties. With the papermaking industry developed,high performance paper are needed fiber are well used in papermaking industry and other order toget excellent mechanical properties and high thermal resistant paper based materials,meta aramid fibersand polyester fiber were used forboned fiber toenhance thepaper. This subj ect has analyzed themorphology and physical properties ofpara—aramid fiber inthe paperm