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1、H7051聚芳酰胺纤维非织布的研究07L)f一7H7051聚芳酰胺纤维非织布的研究衡阳绝缘材料总厂塑堂7,z佶7亏摘要本文舟绍了一种新型的热轧粘台非织布薄型材料——H7O5l聚芳酰胺纤维非织布的制造工艺爰性能特点.测试和应用结果表明,H7o51聚芳酰胺纤维非织布性能优异,完垒可以替代美国杜邦公司I~No.,aex纤维纸生产F/H级柔软复合材料而f~F/H级电机的槽绝缘.叙词热轧粘合工艺聚芳酰胺纤维非织布●～/r——一,——一前言随着电机电器工业的不断发展,对绝缘材料提出了更高更严的要求.在中小型电机槽绝缘材料的开发中,近年来国内在实现电机槽绝缘材料系列配套和提高耐热等级方面都傲
2、了大量探讨,并取得了巨大成功.但作为F/H级电机槽绝缘材料使用的聚芳酰胺(Nomex)纤维纸,目前主要还依赖进口.Nomex纤维纸是美国杜邦公司60年代开发的,该产品以短切聚芳酰胺纤维和沉析纤维为原料,采用湿法成网并经热轧处理而成,可在220~C温度下长期使用.20多年来,杜邦公司一直严守技术秘密,垄断国际市场.为了打破杜邦公司的垄断,我国绝缘行业广泛开展了开发聚芳酰胺纤维纸的研究工作.西安绝缘材料厂于1979年建成了751聚芳酰胺纤维纸的中试车间
3、80年E初,上海造纸研究所用国产的芳砜纶纤维研制了聚砜纤维纸(S纸),尔后又用芳砜纶纤维和聚酯纤维混抄研制了聚砜聚酯纤维纸(SD纸
4、);大连造纸厂用大连合成纤维研究所试制的晤二唑纤维研制了聚嚼二唑干式变压器纸.但是国产的F/H级纤维纸由于受技术,设备,资金等方面的制约,在品种,宽度,厚度规格,厚度均匀性及产量等方面都远远不能满足市场的需求.国内开发F]H级电绝缘用纤维纸,均采用抄纸法,即湿法,而采用干法生产F/H级纤维纸(即非织布)的研究不多.东方绝缘材料厂于80年代末研制成功了聚砜酰胺纤维非织布,但其%绝缘材料通讯》93No1耐热指数为157.6℃,达不到H级绝缘要求,只能用于F级绝缘.替代不了杜邦公司的Nomex纤维纸,同样满足不了电机电器,特别是矿山,冶金,牵引等特种电机电器对Nomex纤维纸的需求为
5、了满足市场对F/H级电工绝缘非织布的需要,为了充分发挥我厂从西德I进的电工绝缘非织布成套设备的技术优势,我厂从1989年开始投入对聚芳酰胺纤维纸(千法),即聚芳酰胺纤维非织布的研究工作.1989年底,湖南省机械厅正式将课题下达给我厂,1990年,该课题被列为国家级优先开发新产品.经过两年多的努力,完成了该课题的研制任务,产品于1991年l1月通过省级鉴定,现已批量生产.聚芳酰胺纤维非织布,是一种新型的纸状绝缘材料,它以短切聚芳酰胺纤维为主原料,采用机械梳理成网,经热轧粘台加固而成.将优鏖的电气特性,抗高温能力,与各种浸渍漆的相容性,机械韧性及柔性集于一体,是发展F,H级电机电器
6、必不可少的关键材料.我厂研制的H7051聚芳酰胺纤维非织布,经测试和应用,证明完全可以替代杜邦的Nomex纤维纸生产F/H级柔软复台材料NMN]NHN而用于F/H级电机的槽绝缘.1.H7O5i聚芳酰胺纤维非织布的研制1.1工艺技术路线的选择聚芳酰胺纤维非织布选定短切聚芳酰胺l纤维为主体材料.聚芳酰胺纤维是由同苯=甲酰氯和间苯二胺合成的纯间位全芳族聚酰胺纤维,具有以下结构:它具有优异的耐热性,耐化学腐蚀性,耐幅射性,耐燃性及良好的电绝缘性,尤其是它的耐氧化性和耐热性属各种合成纤维之首.在285X3高温下纤维瞩度仍能保持在原始值50%以上,在180℃热空气中经过1000小时,其强度
7、仍有原始值的8oN以上.我们曾委托中山大学对聚芳酰胺纤维作了热分析试验,发现在34O一395℃有一宽的吸热峰,蜂温360X3,可判断为熔融温度.398~C以后出现分解,分解放热,共峰温为435X3增至442℃.由此可见聚芳酰胺纤维的耐热性很抗静电油剂～聚芳酰胺纤维高,是用来衬造耐热电工绝缘非织布的理想材料.热分析试验结果表明,聚芳酰胺纤维没有明显的熔点,因此单一纤维是无法采用热轧粘合法来定型的,必须加入一定比例的熔点较低的纤维作为热粘结纤维,这样在一定的温度和压力作用下,热粘结纤维熔融产生粘合作用,使纤维网牯台定型.查阅国内外有关技术文献,参考西德c—F公司和日本宝翎公司均采用
8、聚酯纤维作为热粘纤维来生产F/H级电工绝缘非织布的生产工艺,我们选择了聚酯纤维作为热粘结纤维.1.2工艺流程的确定聚芳酰胺纤维非织布的制造,采用的是机械梳理成网,热轧粘台定型的先进工艺.采用这种工艺制造的非织布具有厚度均匀,热收缩率低,机械性能特别是纵向机械性能高,适用于制造柔软复合材料,其生产工艺流程如图l所示:热粘结纤维L一—一一一垩l——l_璺卜一I图I聚芳酰胺纤维非织布生产工艺流程圈1.3纤维配比的确定在于法生产聚芳酰胺纤维非织布的过程中,主体纤维与热粘结纤维的配比是至关重要的,热粘
