聚酰亚胺纤维纸基复合材料的研究.pdf

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1、论文题目：瞎压斜技大爹聚酰亚胺纤维纸基复合材料的研究学科门类：工学一级学科：轻工技术与工程培养单位：轻工与能源学院硕士生：孟育导师：陆赵情教授2014年5月StudyonPolyimideFiberPaper-BasedCompositesllllllllllllllkllllllllllllllllllllllllUlllllY2554520AThesisSubmittedtoShaanxiUniversityofScienceandTechnologyinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheD

2、e铲eeofMasterofEngineeringScience．ByYuMengSupervisor：Prof．ZhaoqingLuMay2014聚酰亚胺纤维纸基复合材料的研究摘要聚酰亚胺纤维是一种高强度、高模量、耐高温纤维，在300℃下可长时间使用，介电性能优良，是高性能耐高温绝缘材料的最佳选择。聚酰亚胺纤维因为短切纤维呈棒状结构，且纤维表面光滑、缺少化学活性，纤维间有效结合较弱，成纸的力学性能较差。因此，需要对纤维进行表面的预处理，同时在纸页成型时添加少量的对位芳纶沉析纤维，提高成纸时的匀度和强度。首先，采用化学预处理与打浆疏解方式对纤

3、维的分散性及不同处理方式对纸页性能的影响进行研究。结果表明，聚酰亚胺纤维由于自身结构特点，不适宜打浆处理，打浆处理后的纤维表面不会发生分丝帚化、起毛等现象，反而会在纤维的表面产生大量的刻痕以及发生纤维切断等现象，引起纤维结构的破坏，导致纤维强度的下降；采用十二烷基苯磺酸钠浸泡清洗，经纤维筛分仪筛分处理，纤维集束可以有效的从纤维浆料混合悬浮液中分离出来，提高成纸的匀度，进而提高纸页的各项性能指标；与采用经打浆的纤维所抄的纸页进行对比，经十二烷基苯磺酸钠处理的纤维抄造纸页，纸页的各项性能指标更加优异。其次，研究不同长度聚酰亚胺纤维与纸页性能的相关

4、性。结果表明，随着纤维长度增加，聚酰亚胺纤维纸页的匀度逐渐变差。纤维长度大于5mm时，纸页的匀度很差，纸页中的云斑及絮聚团较多；随着纤维长度的增加纸页的紧度逐渐下降，而抗张指数逐渐增大；纸页的伸长率，随着纤维长度的增加先上升后下降，在纤维长度为5mm时达到最大值，在纤维长度达到6mm时开始呈现下降趋势：撕裂指数随着纤维长度的增加呈现增加的趋势，在6mm时，撕裂指数达到最大值26．878mN·m2．g～；纸页的耐压强度随着纤维长度的增加，呈现先增大后趋于缓和的趋势，纤维长度在5～6mm时，纸页的耐压强度增加的趋势趋于平缓。然后，采用四因素四水平

5、正交实验法，研究湿法成型工艺及浸渍浓度对纸页性能的影响。结果表明，随着PEO用量的增加，纸页的抗张指数、伸长率和撕裂指数均表现为先上升后下降的趋势，其耐压强度提高；随着沉析纤维用量的增大，纸页的抗张、伸长率和撕裂指数均表现为先上升后下降的趋势，耐压强度呈现上升的趋势；随着浸渍浓度的增大，纸页的抗张、伸长率呈现上升的趋势，撕裂呈现下降的趋势，耐压强度整体呈现上升后趋于平缓。采用聚酰亚胺纤维抄造纸页，添加少量的对位芳纶沉析纤维和分散剂PEO，当PEO用量为O．06％，沉析纤维用量为7％时，疏解2000转，并通过固含量为的3％聚酰亚胺树脂浸渍时，纸

6、页呈现最佳的匀度和强度性能。最后，采用三因素三水平正交实验法，研究热压工艺与纸页性能的关系。结果表明，纸页的抗张指数、紧度、伸长率、撕裂指数和耐压强度均随着热压温度的升高而呈现上升的趋势；纸页的抗张指数、紧度、撕裂指数和耐压强度均随着热压时间的延长而呈现上升的趋势，而伸长率呈现先增大后减小的趋势；随着热压压力的增大，纸页的抗张指数呈现先增大减小，紧度和伸长率呈现先增大减小趋于平缓的趋势，撕裂指数和耐压强度呈现小幅下降。采用平板硫化机进行热压时，当热压温度为220℃，热压时间3min，热压压力10MPa时，纸页的性能指标最佳。选用扫描电镜(SE

7、M)、X射线衍射仪(XRD)及热重分析仪(TG)，对热压前后纸页的表面形貌变化、纸页结晶度及纸页耐温性的变化进行研究。结果表明，热压后的纸页，纸页的质量有所下降，紧度、抗张指数、伸长率、撕裂指数和耐压强度均得到提高。热压后纸页变的致密，纤维的结晶度有所提高，纸页的耐温性保持良好。关键词：聚酰亚胺纤维纸，聚酰亚胺纤维，对位芳纶沉析纤维，纤维长度，耐压强度ⅡStudyonPolyimideFiberPaper--BasedCompositesABSTRACTPolyimidefibersiSarepresentativeofhighperform

8、ancefiberwithhighstrength，highmodulusandhighheatresistance，iteanbeusedinalong—term