间位芳纶短切纤维/浆粕的配比对芳纶绝缘纸性能的影响
发布时间：2021-08-23 18:23
为了研究间位芳纶短切纤维和浆粕的配比对间位芳纶绝缘纸机械性能和介电性能的影响规律及机理,实验室制备了不同纤维配比的芳纶绝缘纸,测量了芳纶纸的拉伸强度和断裂伸长率,芳纶纸的相对介电常数和介质损耗的频域介电曲线,以及在工频电压下的击穿场强。对比了芳纶绝缘纸和410型Nomex纸的拉伸性能、介电性能以及热稳定性,并结合芳纶纤维的结晶性能及形态分析了纤维配比对芳纶纸拉伸性能和介电性能的影响机理。实验结果表明:随着短切纤维含量的增加,芳纶纸的拉伸强度和断裂伸长率先增大后减小,相对介电常数逐渐减小,介质损耗在低频段（10-1102 Hz）逐渐增大而在高频段（104106 Hz）变化不大,击穿场强随有较大幅度的降低。实验室自制的芳纶绝缘纸的热稳定性已达到Nomex纸的水平,拉伸性能介于Nomex纸横、纵向性能之间。当短切纤维含量较多时,会向芳纶纸中引入较多的微小孔洞,导致芳纶纸的击穿场强有所降低。
【文章来源】：高电压技术. 2015,41(02)北大核心EICSCD
【文章页数】：10 页
【部分图文】：
芳纶绝缘纸的制作流程
廖瑞金，李萧，杨丽君，等：间位芳纶短切纤维/浆粕的配比对芳纶绝缘纸性能的影响367图2芳纶纤维的XRD图Fig.2XRDdiagramsofaramidfibers表1芳纶纤维的结晶度Table1Crystallinityofaramidfibers样品芳纶短切纤维芳纶浆粕结晶度/%13.171.53芳纶短切纤维和浆粕的TG-DTG图如图3所示，外推起始分解温度和800℃失重率如表2所示。由图3可知，芳纶短切纤维和浆粕在100℃左右有小量的初始失重，这是纤维中水分的蒸发导致的。短切纤维的外推起始裂解温度为417.01℃，此时纤维开始失重裂解；在400~650℃失重速率加快，在441.86℃达到最大值0.3681%/℃；在800℃左右逐渐趋于稳定，此时失重率为50.14%。浆粕的外推起始裂解温度为409.03℃；在400~650℃失重速率加快，在439.7℃达到最大值0.3764%/℃；在800℃左右逐渐趋于稳定，此时失重率为53.86%。由此可知，与短切纤维相比，芳纶浆粕的起始裂解温度较低，裂解速率较大，800℃的失重率也较大，说明两种芳纶纤维都具有较好的热稳定性，在较高温度图3芳纶纤维的TG-DTG图Fig.3TG-DTGdiagramsofaramidfibers表2芳纶纤维的外推起始分解温度和800℃失重率Table2Initialdecomposingtemperatureandweightlossrateat800℃ofaramidfibers样品外推起始分解温度/℃800℃失重率/%芳纶短切纤维417.0150.14芳纶浆粕409.0353.86下仍能保持纤维的完好形态，浆粕的热稳定性稍逊于短切纤维。这是因为对于极性芳纶纤维而言，分子间存在大量的氢键等次价键，在促使化学键断裂的同时也在破坏晶区分子链间的氢键[25]。由于短切纤维的结晶度较大，分子间力等氢键作用也较强，纤维裂解时需要更高的外界温度或更长的处理时间，吸热量也相应增大。因此，短切纤维的裂解温度略高于浆粕，热稳定性较好。?
廖瑞金，李萧，杨丽君，等：间位芳纶短切纤维/浆粕的配比对芳纶绝缘纸性能的影响367图2芳纶纤维的XRD图Fig.2XRDdiagramsofaramidfibers表1芳纶纤维的结晶度Table1Crystallinityofaramidfibers样品芳纶短切纤维芳纶浆粕结晶度/%13.171.53芳纶短切纤维和浆粕的TG-DTG图如图3所示，外推起始分解温度和800℃失重率如表2所示。由图3可知，芳纶短切纤维和浆粕在100℃左右有小量的初始失重，这是纤维中水分的蒸发导致的。短切纤维的外推起始裂解温度为417.01℃，此时纤维开始失重裂解；在400~650℃失重速率加快，在441.86℃达到最大值0.3681%/℃；在800℃左右逐渐趋于稳定，此时失重率为50.14%。浆粕的外推起始裂解温度为409.03℃；在400~650℃失重速率加快，在439.7℃达到最大值0.3764%/℃；在800℃左右逐渐趋于稳定，此时失重率为53.86%。由此可知，与短切纤维相比，芳纶浆粕的起始裂解温度较低，裂解速率较大，800℃的失重率也较大，说明两种芳纶纤维都具有较好的热稳定性，在较高温度图3芳纶纤维的TG-DTG图Fig.3TG-DTGdiagramsofaramidfibers表2芳纶纤维的外推起始分解温度和800℃失重率Table2Initialdecomposingtemperatureandweightlossrateat800℃ofaramidfibers样品外推起始分解温度/℃800℃失重率/%芳纶短切纤维417.0150.14芳纶浆粕409.0353.86下仍能保持纤维的完好形态，浆粕的热稳定性稍逊于短切纤维。这是因为对于极性芳纶纤维而言，分子间存在大量的氢键等次价键，在促使化学键断裂的同时也在破坏晶区分子链间的氢键[25]。由于短切纤维的结晶度较大，分子间力等氢键作用也较强，纤维裂解时需要更高的外界温度或更长的处理时间，吸热量也相应增大。因此，短切纤维的裂解温度略高于浆粕，热稳定性较好。?
【参考文献】：
期刊论文
[1]绝缘纸无定形区玻璃转化的分子动力学模拟[J]. 王有元,杨涛,廖瑞金,张大伟,刘强,田苗. 高电压技术. 2012(05)
[2]低介电常数绝缘纸的制备及其击穿性能[J]. 张福州,廖瑞金,袁媛,李玉森,彭庆军,刘团. 高电压技术. 2012(03)
[3]芳纶纤维及芳纶浆粕对纸基结构和性能的影响[J]. 张素风,刘文,张美云. 西南交通大学学报. 2010(05)
[4]芳纶1313浆粕结构形态及其对成纸性能的影响[J]. 赵会芳,张美云,路金杯. 中国造纸. 2010(02)
[5]芳纶纤维生产及应用状况[J]. 李新新,张慧萍,晏雄. 天津纺织科技. 2009(03)
[6]芳纶浆粕和芳纶纸的发展概况[J]. 王曙中. 高科技纤维与应用. 2009(04)
[7]纸基芳纶纤维结构与热裂解性能研究[J]. 何方,张美云,张素风. 中华纸业. 2008(18)
[8]热压光对纸基芳纶纤维结构的影响[J]. 何方,张美云,张素风. 陕西科技大学学报. 2008(01)
[9]热压工艺对芳香族聚酰胺纤维纸性能的影响[J]. 李金宝,张美云,修慧娟. 纸和造纸. 2007(03)
[10]低温等离子体处理增强芳纶1313纸的机理[J]. 张美云,俞锦红,陆赵情. 中国造纸学报. 2006(03)
博士论文
[1]芳纶纤维和芳纶浆粕的结构与芳纶纸特性的相关性研究[D]. 赵会芳.陕西科技大学 2012
本文编号：3358369
【文章来源】：高电压技术. 2015,41(02)北大核心EICSCD
【文章页数】：10 页
【部分图文】：
芳纶绝缘纸的制作流程
廖瑞金，李萧，杨丽君，等：间位芳纶短切纤维/浆粕的配比对芳纶绝缘纸性能的影响367图2芳纶纤维的XRD图Fig.2XRDdiagramsofaramidfibers表1芳纶纤维的结晶度Table1Crystallinityofaramidfibers样品芳纶短切纤维芳纶浆粕结晶度/%13.171.53芳纶短切纤维和浆粕的TG-DTG图如图3所示，外推起始分解温度和800℃失重率如表2所示。由图3可知，芳纶短切纤维和浆粕在100℃左右有小量的初始失重，这是纤维中水分的蒸发导致的。短切纤维的外推起始裂解温度为417.01℃，此时纤维开始失重裂解；在400~650℃失重速率加快，在441.86℃达到最大值0.3681%/℃；在800℃左右逐渐趋于稳定，此时失重率为50.14%。浆粕的外推起始裂解温度为409.03℃；在400~650℃失重速率加快，在439.7℃达到最大值0.3764%/℃；在800℃左右逐渐趋于稳定，此时失重率为53.86%。由此可知，与短切纤维相比，芳纶浆粕的起始裂解温度较低，裂解速率较大，800℃的失重率也较大，说明两种芳纶纤维都具有较好的热稳定性，在较高温度图3芳纶纤维的TG-DTG图Fig.3TG-DTGdiagramsofaramidfibers表2芳纶纤维的外推起始分解温度和800℃失重率Table2Initialdecomposingtemperatureandweightlossrateat800℃ofaramidfibers样品外推起始分解温度/℃800℃失重率/%芳纶短切纤维417.0150.14芳纶浆粕409.0353.86下仍能保持纤维的完好形态，浆粕的热稳定性稍逊于短切纤维。这是因为对于极性芳纶纤维而言，分子间存在大量的氢键等次价键，在促使化学键断裂的同时也在破坏晶区分子链间的氢键[25]。由于短切纤维的结晶度较大，分子间力等氢键作用也较强，纤维裂解时需要更高的外界温度或更长的处理时间，吸热量也相应增大。因此，短切纤维的裂解温度略高于浆粕，热稳定性较好。?
廖瑞金，李萧，杨丽君，等：间位芳纶短切纤维/浆粕的配比对芳纶绝缘纸性能的影响367图2芳纶纤维的XRD图Fig.2XRDdiagramsofaramidfibers表1芳纶纤维的结晶度Table1Crystallinityofaramidfibers样品芳纶短切纤维芳纶浆粕结晶度/%13.171.53芳纶短切纤维和浆粕的TG-DTG图如图3所示，外推起始分解温度和800℃失重率如表2所示。由图3可知，芳纶短切纤维和浆粕在100℃左右有小量的初始失重，这是纤维中水分的蒸发导致的。短切纤维的外推起始裂解温度为417.01℃，此时纤维开始失重裂解；在400~650℃失重速率加快，在441.86℃达到最大值0.3681%/℃；在800℃左右逐渐趋于稳定，此时失重率为50.14%。浆粕的外推起始裂解温度为409.03℃；在400~650℃失重速率加快，在439.7℃达到最大值0.3764%/℃；在800℃左右逐渐趋于稳定，此时失重率为53.86%。由此可知，与短切纤维相比，芳纶浆粕的起始裂解温度较低，裂解速率较大，800℃的失重率也较大，说明两种芳纶纤维都具有较好的热稳定性，在较高温度图3芳纶纤维的TG-DTG图Fig.3TG-DTGdiagramsofaramidfibers表2芳纶纤维的外推起始分解温度和800℃失重率Table2Initialdecomposingtemperatureandweightlossrateat800℃ofaramidfibers样品外推起始分解温度/℃800℃失重率/%芳纶短切纤维417.0150.14芳纶浆粕409.0353.86下仍能保持纤维的完好形态，浆粕的热稳定性稍逊于短切纤维。这是因为对于极性芳纶纤维而言，分子间存在大量的氢键等次价键，在促使化学键断裂的同时也在破坏晶区分子链间的氢键[25]。由于短切纤维的结晶度较大，分子间力等氢键作用也较强，纤维裂解时需要更高的外界温度或更长的处理时间，吸热量也相应增大。因此，短切纤维的裂解温度略高于浆粕，热稳定性较好。?
【参考文献】：
期刊论文
[1]绝缘纸无定形区玻璃转化的分子动力学模拟[J]. 王有元,杨涛,廖瑞金,张大伟,刘强,田苗. 高电压技术. 2012(05)
[2]低介电常数绝缘纸的制备及其击穿性能[J]. 张福州,廖瑞金,袁媛,李玉森,彭庆军,刘团. 高电压技术. 2012(03)
[3]芳纶纤维及芳纶浆粕对纸基结构和性能的影响[J]. 张素风,刘文,张美云. 西南交通大学学报. 2010(05)
[4]芳纶1313浆粕结构形态及其对成纸性能的影响[J]. 赵会芳,张美云,路金杯. 中国造纸. 2010(02)
[5]芳纶纤维生产及应用状况[J]. 李新新,张慧萍,晏雄. 天津纺织科技. 2009(03)
[6]芳纶浆粕和芳纶纸的发展概况[J]. 王曙中. 高科技纤维与应用. 2009(04)
[7]纸基芳纶纤维结构与热裂解性能研究[J]. 何方,张美云,张素风. 中华纸业. 2008(18)
[8]热压光对纸基芳纶纤维结构的影响[J]. 何方,张美云,张素风. 陕西科技大学学报. 2008(01)
[9]热压工艺对芳香族聚酰胺纤维纸性能的影响[J]. 李金宝,张美云,修慧娟. 纸和造纸. 2007(03)
[10]低温等离子体处理增强芳纶1313纸的机理[J]. 张美云,俞锦红,陆赵情. 中国造纸学报. 2006(03)
博士论文
[1]芳纶纤维和芳纶浆粕的结构与芳纶纸特性的相关性研究[D]. 赵会芳.陕西科技大学 2012
本文编号：3358369
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