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揚(yáng)州金華銅業(yè)有限公司
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選定了云母原料后,通過對比水力制漿法和煅燒化學(xué)制漿法制備的云母漿料抄造的云母紙和芳綸云母紙的性能,可知煅燒化學(xué)制漿法制備的云母漿料更利于提高紙張的介電強(qiáng)度和拉伸強(qiáng)度;通過正交試驗(yàn)獲得了煅燒化學(xué)制漿工藝的最佳條件。進(jìn)行了云母漿料粒度組成對芳綸云母紙復(fù)合材料性能的影響研究,并通過正交試驗(yàn)獲得了最佳的云母鱗片粒度組成用于芳綸云母紙的制備。
盡量減少生產(chǎn)用水中雜質(zhì)金屬離子、懸浮物,避免堿性水質(zhì)是提高芳綸云母紙強(qiáng)度性能的前提;凈化水質(zhì)后,可選用不同的改性劑對云母鱗片進(jìn)行表面改性提高云母鱗片的表面性質(zhì);通過對比幾類不同的改性劑可知,聚丙烯酰胺類改性劑和淀粉類改性劑對云母鱗片的改性效果明顯。其中淀粉類改性劑較好,以陽離子淀粉改性劑為最佳;當(dāng)陽離子淀粉改性劑的用量為10kg/t,改性云母漿料濃度為16%,改性時(shí)間30min改性后的云母鱗片抄造的芳綸云母紙比未經(jīng)改性云母鱗片抄造的芳綸云母帶紙的拉伸強(qiáng)度提高了277.5%,改性效果十分明顯,且改性劑的添加不影響材料的介電性能。
通過不同的改性方式對芳綸纖維進(jìn)行表面改性研究,發(fā)現(xiàn)超聲波改性對提高芳綸纖維的表面活性,促使纖維表面微纖維、帚化較有利;同時(shí),輔以硅烷偶聯(lián)劑改性,可有效的提高芳綸纖維的表面力,提高材料的強(qiáng)度。經(jīng)過600W的超聲波改性5min,再以30kg/t的硅烷偶聯(lián)劑改性5h后的芳綸纖維與云母鱗片混合抄造的芳綸云母紙的拉伸強(qiáng)度由23.97N/cm提高至28.56N/cm,提高了19.1%,改性效果明顯。聚氧化乙烯和十二烷基苯磺酸鈉同時(shí)使用作為芳綸纖維的分散劑,可實(shí)現(xiàn)芳綸纖維的均勻分散,提高抄造的芳綸云母紙的均勻度。
通過對比三種不同的抄造成形工藝,最終確定了最適合芳綸云母紙抄造的工藝:混漿抄造工藝,其工藝流程簡單,操作方便,芳綸纖維的補(bǔ)強(qiáng)效果好,極大的提高了云母紙材料的強(qiáng)度。
進(jìn)行了芳綸云母紙的熱壓操作,獲得了最佳的熱壓工藝參數(shù),即在平板硫化機(jī)上以240℃的溫度,22MPa的壓力下熱壓1h。經(jīng)過熱壓后,芳綸云母紙的拉伸強(qiáng)度可達(dá)33.65N/cm,介電強(qiáng)度33.84KV/mm、耐折度1.74,材料的密實(shí)度、柔軟性能增強(qiáng)。并對比了自制芳綸云母紙與NOMEX418紙的各項(xiàng)性能,包括機(jī)械性能、耐溫性能、絕緣性能和使用穩(wěn)定性,自制芳綸云母紙的拉伸強(qiáng)度、介電強(qiáng)度較高,耐溫性能和穩(wěn)定性與NOMEX418類似,體積電阻率和介質(zhì)損耗有待進(jìn)一步提高。課題研究中,芳綸云母紙均在實(shí)驗(yàn)室條件下制得,工業(yè)化生產(chǎn)時(shí)紙張的性能會(huì)進(jìn)一步提升。
探討了芳綸云母紙復(fù)合增強(qiáng)的機(jī)理:云母鱗片的級配提高了材料的密實(shí)度,減少了材料內(nèi)部的裂隙,降低了材料從裂隙處破壞的幾率;改性劑在云母鱗片表面的物理吸附和化學(xué)鍵和提高了云母鱗片的表面力,超聲波空化作用和偶聯(lián)劑的偶聯(lián)作用提高了芳綸纖維的表面活性,有效的改善了材料的界面結(jié)合性能,增加了材料的塑性,提高了材料的整體性能。