几种化学纤维的各种性能及新型应用要点.docx

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1、谈化学纤维的各种性能及新型应用聚酰亚胺纤维是20世纪90年代兴起的一种高分子有机合成纤维，纤维分子结构中含有稳定的酰亚胺基团。聚酰亚胺纤维具有耐腐蚀、耐辐射、耐高温和电绝缘等特性，同时还有很好的机械性能，其强度和模量全面超过了Kevlar-49纤维，在航空航天、原子能、电子、核工业等领域得到了广泛的应用[1]。由于聚酰亚胺纤维良好的力学性能和电绝缘性能，欧美及日本等一些发达国家已经将其应用扩展到了造纸领域[2,3]，并且做了初步的研究。由于聚酰亚胺纤维性质稳定，表面钝化，没有活性基团，且经过打浆处理也不会产生分丝帚化，经过湿法成形得到的原纸强度较低。为了提

2、高其强度，需要用树脂对原纸进行浸渍处理，但是浸渍量过小纸页强度性能改善不明显，浸渍量过大则对纸页撕裂强度和伸缩率有较大影响。聚酯纤维具有较好的介电性能和耐高温性能，其熔点在255~260℃之间，在205℃时开始产生黏结，初始分解温度在350℃以上，且纤维伸长率可达7.5%~12.5%；同时还有优良的耐皱性、弹性和尺寸稳定性，有良好的电绝缘性能，耐日光，耐摩擦，不霉不蛀，有较好的耐化学试剂性能，能耐弱酸及弱碱，能够与其他具有耐高温性能和电绝缘性能的合成纤维混合抄造耐高温绝缘纸[4]。在聚酰亚胺纤维原纸的抄造过程中添加一定比例的聚酯纤维，不但能够提高纸张的强度

3、，还能在热压过程中发生熔融从而提高纤维间结合力，改善纸张的电气性能。本文主要研究聚酯纤维对聚酰亚胺纤维纸基材料的强度性能、电气性能、耐高温性能和纸张表面结构的影响，旨在为开发高性能聚酰亚胺纤维纸基材料打下一定理论基础。随着聚酯纤维添加量的增加，纤维间结合力增强，成纸的抗张指数和伸长率逐渐增大，而撕裂指数逐渐减小。纸张的耐压强度和介电常数随着聚酯纤维添加量的增大而上升，但介电损耗正切值受其影响不大。添加聚酯纤维后纤维间结合更加紧密，纸张孔隙率降低，当聚酯纤维添加量为9%时纸张有较好的强度性能和电气性能，但是对纸张的热稳定性有一定影响。聚乙烯醇纤维，即聚乙烯醇

4、羧甲醛纤维，其英文缩写为PVA，也简称维纶、维尼纶。1924年，德国化学家HermannWO和HannelW首先在实验室制得水溶性聚乙烯醇纤维；1939年，日本的樱田一郎等人将这种水溶性纤维用甲醛处理，制得耐热水的聚乙烯醇羧甲醛纤维，并于1950年由可乐丽公司和尤尼契卡公司实现工业化生产，商品名为维尼纶[1～3]。聚乙烯醇纤维被认为是一种与棉花状态相近的合成纤维，该纤维强度、耐磨性、吸湿性较好，耐腐蚀、耐日晒，尤其是具有高强度、高模量的聚乙烯醇纤维发展迅速，作为工业原料，其应用范围日趋广泛[4]。造纸用聚乙烯醇纤维目前主要分为易溶、难溶两种，根据其类型不同

5、可用来生产增强纤维纸、水溶性纤维纸，也可作为合成纤维纸的黏胶纤维等使用[5～7]。聚乙烯醇纤维既可单独抄纸，也可与植物纤维或其他合成纤维配抄，聚乙烯醇纤维的存在可以明显改善纸页的强度性能[4]。在合成纤维中，聚乙烯醇纤维占据了十分重要的位置，在造纸行业中广泛应用。涉及聚乙烯醇纤维纸的原创专利大多为日本公司所有，如可乐丽股份有限公司，而国内申请大多是在日本原创专利的基础上对制备工艺进行改进。但近年来国内申请人的专利申请量明显提升，表明国内申请人的研发热情、专利布局意愿和知识产权保护意识都在增强，但是真正获得应用，并在市场中产生良好经济、社会效益的专利技术从绝

6、对数量上来说仍很少。此外，没有形成具有较强研发、生产能力的大公司和企业，国内申请人呈现分散、小型企业化、高校研究和个人申请多等特点。笔者结合上述对造纸用聚乙烯醇纤维专利技术现状的分析，就如何发展高性能聚乙烯醇纤维纸给出如下建议：目前，日本的可乐丽、东丽等主要生产聚乙烯醇纤维的企业无论是在专利拥有量，还是企业销售量方面都占据主导地位，其中维纶纸水溶性材料专利技术已达到一个相当成熟的地步。而最近几年国内的企业如中国印钞造币总公司在造纸用聚乙烯醇纤维的研发方面有所突破，其通过共混改性、表面改性等方式提高了聚乙烯醇纤维的强度、防伪性能。目前国内对导电维纶纸、核壳结

7、构的聚乙烯醇维纶纸等并没有行研究、开发，国内申请人可尝试从造纸用聚乙烯醇纤维的制备过程出发，通过工艺过程的改进，或是通过物理共混、化学交联等改性方式制备得到性能优越的造纸用聚乙烯醇纤维。同时，需要国家在这方面做好产业布局和规划，出台相应的政策鼓励和扶持企业进行研发和生产，做大做强一批龙头企业，鼓励优势企业之间进行强强联合，使产业链逐步完善，有利于优势互补和技术融合和促进；对具有重大开发利用价值的环保技术与装备组织攻关、试验鉴定和成果转化，建立范工程后进行推广应用。聚乙烯醇(PVA)纤维是合成纤维主要品种之一，早在1924年德国Hermann和Haehnel

8、就将聚醋酸乙烯醇解制得聚乙烯醇，随后又以其水溶液干法纺丝制得纤维。