芳纶云母纸抗紫外老化及界面结合性能的研究
发布时间：2022-02-05 01:32
芳纶云母纸,是将耐温性、绝缘性及稳定性优良的云母引入芳纶纸基材料所制备的一种可广泛用于电力、轨道交通、新能源、国防等领域具有一定战略意义的功能性复合纸基材料。然而,纸基材料中芳纶纤维抗紫外性能差及其与云母间的界面结合性能差等问题已然限制了其力学、介电及使用稳定性的进一步提高,影响其应用。因此,改善芳纶云母纸的界面结合性能及抗紫外性能已然成为其研究关键。纳米二氧化钛（TiO2）因其优异的紫外屏蔽性及表面活性,在材料的性能改善方面已有广泛应用。本课题通过液相沉积法在芳纶（AF）表面引入纳米TiO2包覆层,通过两步活化法在云母（M）表面引入具有高电荷密度的聚乙烯亚胺（PEI）,再以传统的湿法纸张抄造技术制备芳纶/云母复合纸基材料。同时,借助扫描电子显微镜（SEM）、傅立叶红外光谱分析仪（FT-IR）、紫外分光光度计及拉力试验机等仪器设备,分别研究了材料的形貌结构、化学结构、抗紫外及力学性能。首先,分析评价了云母的种类、粒径及添加量对芳纶/云母复合纸基材料的力学、绝缘及抗紫外等性能的影响。研究表明,均一粒径云母所制备纸基材料的综合性能不佳;白云母所制备的纸基材料性能最佳;云母的引入可显著提高纸...
【文章来源】：陕西科技大学陕西省
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图３－２纸基材料及其中各组分ＳＥＭ图：（ａ）绢云母／芳纶Ｍｂ）金云母／芳纶：（ｃ）白云母／芳纶：（ｄ）沉析??纤维；（ｅ）短切纤维；（丨）云母??
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对废云母纸疏解制备的白云母片的粒径测试得知，其粒径范围为７５－２５０?ｐｍ。由目??数与粒径对应表可知：６０目筛的孔径为２５０?ｐｍ；?２００目筛孔径为７４叫Ｔｉ。因而，废云母??纸疏解所得白云母片的粒径范围分布约为６０－２００目。由上述对不同粒径云母所制备纸??基材料性能评价可知，此粒径范围内白云母制备纸基材料的击穿及力学强度皆较佳。如??下分别对白云母粉及云母纸疏解所得白云母的物化性能进行分析，为便于区分，白云母??粉与云母纸疏解所得云母分别命名为：Ｓ云母、Ｐ云母。??ｉｌ??图３－５不同云母云母ＳＥＭ图（ａ－ｂ）Ｓ云母；（ｃ－ｄ）Ｐ云母??Ｆｉｇｕｒｅ?３－５?ＳＥＭ?ｏｆ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?ｍｉｃａ?（ａ－ｂ）?ｍｉｃａ?Ｓ；（ｃ－ｄ）?ｍｉｃａ?Ｐ??如图３－５中分别为Ｓ云母（ａ－ｂ）与Ｐ云母（ｃ－ｄ）的形貌图。两种云母皆为多片??层状的结构且表面光滑。对比可得，ｐ云母显然得到更好的开解处理，其厚度明显小于??Ｓ云母，且ｐ云母表面更加光滑整洁。这样的形貌可有助于片层状云母更好的穿插于材??料中，对纤维构建的三维结构影响较校这是因为在制备云母纸前云母需清洗，冲浆开??１８??
【参考文献】：
期刊论文
[1]云母粒径对芳纶云母纸基绝缘材料性能的影响[J]. 张美云,袁世波,宋顺喜,杨斌,聂景怡,谭蕉君. 陕西科技大学学报. 2018(06)
[2]热压温度对高性能纤维云母纸基物理性能的影响[J]. 赵丽君,郭萍,周立春. 黑龙江造纸. 2018(03)
[3]芳纶云母纸的特性及研究进展[J]. 赵丽君,刘文,周立春. 中华纸业. 2017(20)
[4]聚乙烯亚胺在新领域的应用研究进展[J]. 梅苏宁,杨建明,张前,赵锋伟,袁俊,惠丰,吕剑. 化工新型材料. 2017(10)
[5]纳米纤维素增强芳纶云母纸性能的研究[J]. 党婉斌,陆赵情,王腊梅,胡文静,丁威. 中国造纸. 2017(05)
[6]进口废料大国的环境隐患:没有免费的“午餐”[J]. 李禾. 资源再生. 2017(02)
[7]荷正电聚氯乙烯/聚乙烯亚胺共混交联超滤膜制备及其染料/盐分离性能[J]. 赵斌,欧阳密,朱宝库,张诚. 高校化学工程学报. 2016(06)
[8]聚乙烯亚胺对阴离子干扰物的化学控制及对纸料湿部性能的影响[J]. 王春俭,陈晨,戴红旗. 中华纸业. 2016(16)
[9]交联聚苯乙烯/云母复合材料抗紫外老化性能研究[J]. 付红梅,朱光明,刘文元,李琳,柯昌凤,陈昌华. 材料研究学报. 2016(05)
[10]芳纶短切纤维-芳纶浆粕增强云母纸性能的研究[J]. 王腊梅,陆赵情,张美娟,丁威,魏宁,郝杨. 中国造纸. 2016(04)
博士论文
[1]纳米TiO2改性纤维素绝缘纸的制备和性能研究[D]. 吕程.重庆大学 2014
[2]高性能复合云母纸的制造技术及增强机理的研究[D]. 张小伟.武汉理工大学 2011
硕士论文
[1]稀土硫化物包覆云母珠光颜料的制备及光谱性能研究[D]. 张树婷.南京理工大学 2017
[2]多巴胺改性芳纶纤维及其复合材料界面性能研究[D]. 董庆亮.哈尔滨工业大学 2014
[3]高韧性云母带用粘合剂的制备与性能研究[D]. 高璇.哈尔滨理工大学 2014
[4]芳纶纤维的老化及表面处理的研究[D]. 厉世能.苏州大学 2012
[5]变质片麻岩云母纸及芳纶纤维云母纸研究[D]. 李忠良.武汉理工大学 2011
[6]环氧树脂/云母复合材料的电性能研究[D]. 刘俐.武汉理工大学 2011
[7]微晶白云母高温结构变化及其对介电性能的影响[D]. 刘冲.成都理工大学 2009
[8]云母板边角料回收再利用新技术[D]. 张小伟.武汉理工大学 2007
[9]TiO2纳米溶胶的制备及其在缓解芳纶纤维紫外光老化中的应用研究[D]. 班燕.东华大学 2005
本文编号：3614315
【文章来源】：陕西科技大学陕西省
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图３－２纸基材料及其中各组分ＳＥＭ图：（ａ）绢云母／芳纶Ｍｂ）金云母／芳纶：（ｃ）白云母／芳纶：（ｄ）沉析??纤维；（ｅ）短切纤维；（丨）云母??
一绢云酿纶??盤?１．。－?／?ｍ?ＳＯ?－??Ｓｓ?／?ｕｆｆｌ??ａ°．８：?＃？ｉ：??＿?＾?Ａ——?ｅ?６０?■??＾?．入＇、、ｉ??０．６?■?／?５０?－?＾?／?￣??％?４０?－??Ｑ?４??｜?｜?｜?｜?｜???｜?｜?Ｊ．?｜?｜???２０－４］?４０－Ｓ０?８０－１００?１００－２００?２００－３００?２０－４］?４０－８０?８０－１００?１００－２００?２００－３００??魂目教?魂目教??图３－３不同云母制备芳纶／云母复合纸基材料（ａ）抗张强度；（ｂ）内结合强度??Ｆｉｇｕｒｅ?３－３?（ａ）?ｔｅｎｓｉｌｅ?ｓｔｒｅｎｇｔｈ；（ｂ）?ｉｎｔｅｒｎａｌ?ｂｏｎｄｉｎｇ?ｓｔｒｅｎｇｔｈ?ｏｆ?ａｒａｍｉｄ／ｍｉｃａ?ｐａｐｅｒ－ｂａｓｅｄ?ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ??ｗｉｔｈ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?ｍｉｃａ??抗张强度可评价在材料在外力拉伸作用下所能承受的最大载荷。内结合强度对材??料结构内部的应力传递效果有直接影响，可衡量纸基复合材料的界面结合情况［９５］。图??３－３?（ａ－ｂ）所示，为不同云母所制备芳纶／云母复合纸基材料的抗张强度和内结合强度。??分析可知云母种类以及其粒径大小对芳纶／云母复合纸基材料的抗张强度以及内结合强??度有影响。其中对于不同云母所制备纸基材料，当云母粒径为１００－２００目（７５－丨５０?（ｉｍ），??其抗张强度以及内结合强度性能皆较佳。表明在此粒径范围的云母在纸基材料中可以起??到良好的应力传递作用。从图中可知由不同粒径白云母所制备的纸基材料的力学性能皆??优于分别由不同粒径金云母及绢云母所制备纸基材料。由
对废云母纸疏解制备的白云母片的粒径测试得知，其粒径范围为７５－２５０?ｐｍ。由目??数与粒径对应表可知：６０目筛的孔径为２５０?ｐｍ；?２００目筛孔径为７４叫Ｔｉ。因而，废云母??纸疏解所得白云母片的粒径范围分布约为６０－２００目。由上述对不同粒径云母所制备纸??基材料性能评价可知，此粒径范围内白云母制备纸基材料的击穿及力学强度皆较佳。如??下分别对白云母粉及云母纸疏解所得白云母的物化性能进行分析，为便于区分，白云母??粉与云母纸疏解所得云母分别命名为：Ｓ云母、Ｐ云母。??ｉｌ??图３－５不同云母云母ＳＥＭ图（ａ－ｂ）Ｓ云母；（ｃ－ｄ）Ｐ云母??Ｆｉｇｕｒｅ?３－５?ＳＥＭ?ｏｆ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?ｍｉｃａ?（ａ－ｂ）?ｍｉｃａ?Ｓ；（ｃ－ｄ）?ｍｉｃａ?Ｐ??如图３－５中分别为Ｓ云母（ａ－ｂ）与Ｐ云母（ｃ－ｄ）的形貌图。两种云母皆为多片??层状的结构且表面光滑。对比可得，ｐ云母显然得到更好的开解处理，其厚度明显小于??Ｓ云母，且ｐ云母表面更加光滑整洁。这样的形貌可有助于片层状云母更好的穿插于材??料中，对纤维构建的三维结构影响较校这是因为在制备云母纸前云母需清洗，冲浆开??１８??
【参考文献】：
期刊论文
[1]云母粒径对芳纶云母纸基绝缘材料性能的影响[J]. 张美云,袁世波,宋顺喜,杨斌,聂景怡,谭蕉君. 陕西科技大学学报. 2018(06)
[2]热压温度对高性能纤维云母纸基物理性能的影响[J]. 赵丽君,郭萍,周立春. 黑龙江造纸. 2018(03)
[3]芳纶云母纸的特性及研究进展[J]. 赵丽君,刘文,周立春. 中华纸业. 2017(20)
[4]聚乙烯亚胺在新领域的应用研究进展[J]. 梅苏宁,杨建明,张前,赵锋伟,袁俊,惠丰,吕剑. 化工新型材料. 2017(10)
[5]纳米纤维素增强芳纶云母纸性能的研究[J]. 党婉斌,陆赵情,王腊梅,胡文静,丁威. 中国造纸. 2017(05)
[6]进口废料大国的环境隐患:没有免费的“午餐”[J]. 李禾. 资源再生. 2017(02)
[7]荷正电聚氯乙烯/聚乙烯亚胺共混交联超滤膜制备及其染料/盐分离性能[J]. 赵斌,欧阳密,朱宝库,张诚. 高校化学工程学报. 2016(06)
[8]聚乙烯亚胺对阴离子干扰物的化学控制及对纸料湿部性能的影响[J]. 王春俭,陈晨,戴红旗. 中华纸业. 2016(16)
[9]交联聚苯乙烯/云母复合材料抗紫外老化性能研究[J]. 付红梅,朱光明,刘文元,李琳,柯昌凤,陈昌华. 材料研究学报. 2016(05)
[10]芳纶短切纤维-芳纶浆粕增强云母纸性能的研究[J]. 王腊梅,陆赵情,张美娟,丁威,魏宁,郝杨. 中国造纸. 2016(04)
博士论文
[1]纳米TiO2改性纤维素绝缘纸的制备和性能研究[D]. 吕程.重庆大学 2014
[2]高性能复合云母纸的制造技术及增强机理的研究[D]. 张小伟.武汉理工大学 2011
硕士论文
[1]稀土硫化物包覆云母珠光颜料的制备及光谱性能研究[D]. 张树婷.南京理工大学 2017
[2]多巴胺改性芳纶纤维及其复合材料界面性能研究[D]. 董庆亮.哈尔滨工业大学 2014
[3]高韧性云母带用粘合剂的制备与性能研究[D]. 高璇.哈尔滨理工大学 2014
[4]芳纶纤维的老化及表面处理的研究[D]. 厉世能.苏州大学 2012
[5]变质片麻岩云母纸及芳纶纤维云母纸研究[D]. 李忠良.武汉理工大学 2011
[6]环氧树脂/云母复合材料的电性能研究[D]. 刘俐.武汉理工大学 2011
[7]微晶白云母高温结构变化及其对介电性能的影响[D]. 刘冲.成都理工大学 2009
[8]云母板边角料回收再利用新技术[D]. 张小伟.武汉理工大学 2007
[9]TiO2纳米溶胶的制备及其在缓解芳纶纤维紫外光老化中的应用研究[D]. 班燕.东华大学 2005
本文编号：3614315
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