CN113062141A - 一种对位间位芳纶共聚沉析纤维增强对位芳纶纸及其制备工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明属于造纸技术领域，具体涉及一种对位间位芳纶共聚沉析纤维增强对位芳纶纸及其制备工艺。本发明原料在对位芳纶短切纤维、对位芳纶纳米纤维的基础上，添加对位间位共聚沉析纤维替代现有技术中的间位芳纶沉析纤维，并调整各原料比例。其中，对位间位芳纶共聚沉析纤维中含有少量间位成分，既能够达到相当的强度，也能够保证足够的弹性模量。尤其适合下游产品蜂窝芯材的制造，性能突出。
Description
技术领域
本发明属于造纸技术领域，具体涉及一种对位间位芳纶共聚沉析纤维增强对位芳纶纸及其制备工艺。
背景技术
近年来，高性能材料的研究和应用迅猛发展，芳纶作为一种高强度、高模量、耐高温性能的新型合成纤维材料也越来越受到人们的重视。由芳纶纤维通过造纸工艺制备的芳纶纸，具有优异的介电性能、机械性能、耐高温性能、耐化学腐蚀性能和灵活的可设计性，广泛应用于高端绝缘、航空航天、轨道交通等领域，是实现超高等级绝缘、轻质高速化的关键材料。芳纶纸与其他树脂的结合得到的高性能芳纶纸基复合材料也在高性能复合材料领域中得到日益广泛的应用。
高性能芳纶纸基材料(芳纶纸)是以短切纤维为增强体，浆粕或沉析纤维为基体，通过现代造纸湿法抄造和热压成型工艺制备而成的复合材料，是一种具备优异的绝缘性能、高强度、高模量、轻量化、耐高温、阻燃、抗腐蚀以及透电磁波性能的高性能复合材料，可作为结构材料、绝缘材料、电子材料而广泛应用到航空航天、轨道交通、电子电气、国防军工等高科技领域，市场前景广阔。随着国民经济的不断发展，国内对于对位芳纶纸的市场需求与日俱增，但是，对位芳纶纸的生产技术仍被杜邦、帝人两大公司垄断，我国高性能间位芳纶纸目前全部依赖进口，而涉及到军工领域的对位芳纶纸杜邦更是对华禁售。因此，从国民经济的可持续发展和国防建设角度考虑，实现具有自主知识产权的高性能芳纶纸的产业化尤其重要。
间位芳纶纸由于其玻璃化转变温度的存在，使其在高温热压时分子间相互交联，形成致密的膜，力学性能大幅度提高，但间位芳纶由于其分子结构为非刚性结构，制备成结构件时(比如蜂窝芯材)平压强度、剪切强度、模量均较低。纯对位芳纶纸制备的蜂窝虽然性能非常好，但制备方法难度较大。且由于其直线型分子刚性结构，成型后的芳纶纸在热压过程中没有玻璃化转变现象，仅仅靠物理作用粘结，分子间作用力相对微弱，内结合强度远低于间位芳纶纸，在下游蜂窝制备过程中容易出现断点等问题，且纯对位芳纶纸的生产难度大、成本高，制成的蜂窝制品加工难度大。
此外，还有一种工艺是采用间位芳纶沉析纤维和对位芳纶短纤混抄制备的对位芳纶纸，由于此工艺引入了间位芳纶，间位芳纶不能均匀的与对位芳纶纤维进行混合，导致其产品与间位芳纶纸相比强度明显下降，与对位芳纶纸相比弹性模量方面有明显下降。制成的蜂窝制品强度指标和模量指标均明显下降。
发明内容
针对现有技术问题，本发明提供了一种对位间位芳纶共聚沉析纤维增强对位芳纶纸及其制备工艺。本发明原料在对位芳纶短切纤维、对位芳纶纳米纤维的基础上，添加对位间位共聚沉析纤维(1314共聚沉析纤维)替代现有技术中的间位芳纶沉析纤维，并调整各原料比例。其中，对位间位芳纶共聚沉析纤维中含有少量间位成分，既能够达到相当的强度，也能够保证足够的弹性模量。尤其适合下游产品蜂窝芯材的制造，性能突出。
一种对位间位芳纶共聚沉析纤维增强对位芳纶纸，其原料组分按绝干重质量百分比计，包括：对位芳纶短切纤维20～70％、对位芳纶纳米纤维1～40％、对位间位芳纶共聚沉析纤维10～40％。
现有技术中已经存在对位间位芳纶纳米纤维，在实际生产中，纳米纤维存在一定的问题，滤水慢、流失率高、限制生产过程的车速、成本高。在此基础上进行了工艺改进，改用对位间位芳纶共聚沉析纤维。纳米纤维与沉析纤维的区别在于纳米纤维的直径尺寸在几十纳米，而沉析纤维的尺寸在微米之间。虽然两者看似仅在微观尺寸上存在差异，但是其表现出来的性能却差异很大，例如纳米纤维滤水性能差、纳米易絮聚效应，相比于纳米纤维，沉析纤维明显具有更好的工艺适用性。
本发明中所述的对位芳纶短切纤维，按照现有技术制备浆料即可，优选其纤维长度为2-10mm，纤维直径为10～20um。
本发明所述的对位芳纶纳米纤维，应用时制备成纳米纤维分散液，含水率＞95％，优选纤维直径在20～100nm，纤维长径比＞5000。
本发明所述的对位间位芳纶共聚沉析纤维，其制备方法优选为：以对苯二甲酰氯或间苯二甲酰氯为第一反应单体，以对苯二胺和间苯二胺的共混物为第二反应单体，采用低温溶液聚合法，利用双螺杆作为聚合反应器，合成出均匀无颗粒的芳纶1314共聚沉析原液；之后在沉析剂的作用下，借助沉析机强烈的机械剪切制备出尺寸可调的带状、丝状或薄膜状沉析纤维。
其具体步骤如下：
(1)配料：
(1-1)在混合罐中同时加入一定量的聚合反应溶剂和一定浓度的盐溶液，混合均匀后于减压蒸馏塔中脱水，得到合格的聚合反应溶液；
其中所述的聚合反应溶剂和盐溶液体积比为1:0.1～0.4；
所述的聚合反应溶液，水含量控制在100ppm以下，其中的盐质量浓度为5～10％；
(1-2)将上述步骤(1-1)获得的聚合反应溶液于暂存罐中冷却至0～25℃，通入氮气保护，边搅拌边加入反应单体A，完全溶解后得到A溶液，将A溶液的温度降低到-5～25℃；
所述的反应单体A为对苯二胺、间苯二胺的共混物，其中对苯二胺、间苯二胺的摩尔比为2～8：8～2，在A溶液中的对苯二胺、间苯二胺的共混物的摩尔浓度0.1～0.6mol/L；
(1-3)将另一反应单体B于暂存罐中在一定温度下熔化成熔体B，恒温保存备用；
所述的单体B为对苯二甲酰氯或间苯二甲酰氯；
(2)聚合：
(2-1)将上述步骤(1)制备的A溶液和B熔体，分别通过输送泵输送至混合器处进行充分混合，得到混合液，其中单体A和单体B的摩尔配比为A:B＝1:1～1.02；
(2-2)将上述步骤(2-1)的混合液输送至双螺杆反应器中进行聚合，双螺杆反应器的长径比为30～80，转速为100～600rpm，螺杆温度控制在90℃以下，聚合反应时间控制在5s～5min以内；优选控制聚合反应时间为1-5min；
(3)分散：
将计量好的分散剂输送至上述步骤(2)的双螺杆反应器的分散区域，使共聚物在螺杆内分散均匀均匀，得到均匀的聚合物溶液；
所述双螺杆反应器的分散区域，与反应区长度比为1:3，分散区转速与反应区相同；
(4)成纤：
将计量好的沉析剂和步骤(3)中的聚合物溶液，通过输送管线同时加入沉析机中，在强烈的机械剪切作用下得到尺寸均匀无颗粒的沉析纤维，洗净脱水后备用，沉析纤维固含量2％～10％。
其中(1-1)所述的盐溶液为氯化钙水溶液，浓度在25～40wt％，所述的聚合反应溶剂为N-甲基吡咯烷酮或N，N-二甲基乙酰胺或二甲基亚砜或任意比例的混合物。
步骤(2)中双螺杆反应器为双螺杆挤出机，选自南京杰亚双螺杆挤出机，具体型号为SHJ-72高效能双螺杆挤出机。
步骤(3)分散中分散剂加入的质量为步骤(1-1)中所用聚合反应溶剂体积的2～8倍，所述分散剂与聚合反应溶剂相同。
步骤(4)成纤中所述的沉析剂为水、聚合反应溶剂或二者的任意比例混合物，所述沉析剂的用量为步骤(1-1)中所用聚合反应溶剂的5～20倍。
步骤(4)所采用的沉析机选自太仓希德XLC2000/5芳纶沉析机。
上述所采用的双螺杆聚合反应器是一阶机，内部结构上具有反应区和分散区。反应区主要用于PPTA的聚合，主要由输送、混合和剪切元件组成；在PPTA反应凝胶之后并在彻底硬化之前进入分散区。分散区主要由增强剪切和输送元件组成，用于快速将PPTA聚合体分散成宏观均匀的流体；
所述的沉析机是盘式沉析机，由控制柜、高速旋转的转子、静止的定子以及它们间的间隙组成。聚合物溶液在间隙中与凝固剂相遇发生沉析，同时被高速剪切成各种形态的沉析物。聚合物溶液的进口，通常设置在剪切速率最大的位置，便于聚合物液滴的分散和沉析纤维的成型。控制柜控制剪切频率为0～50Hz。
通过上述方式制备获得的尺寸均匀无颗粒的沉析纤维，其外形为带状、丝状或薄膜状沉析纤维，纤维直径控制在10～500μm，长度可控制在10mm以下。
本发明所述的一种对位间位芳纶共聚沉析纤维增强对位芳纶纸的制备工艺，分别制备对位芳纶短切纤维浆料，对位芳纶纳米纤维浆料，以及对位间位芳纶共聚沉析纤维浆料按各原料绝干重配比混合置入配浆釜中，混浆并调整纸浆浓度为0.01％～0.2％，将配好的浆料在长网或者斜网纸机上抄造成形，经过压榨、干燥、热压，得到增强型对位芳纶纸。
其中，所述的对位芳纶短切纤维浆料优选采用以下方式制备：将对位芳纶短切纤维用浓度为1.2×10-3mol/L，温度为60℃的十二烷基苯磺酸钠水溶液进行洗涤预处理，然后用清水洗净，利用疏解机对其进行疏解，疏解浓度控制0.01％～0.05％；或者直接将无油芳纶短切纤维或表面改性的亲水性芳纶短切纤维利用疏解机进行疏解得到对位芳纶短切纤维浆料。
所述的对位芳纶纳米纤维浆料优选采用以下方法制备：将对位芳纶纳米纤维产品(包括但不限于凝胶状对位芳纶纳米纤维或者带状对位芳纶纳米纤维)加入打浆机进行打浆，打浆浓度控制0.1％～0.8％，打浆度控制70～90°SR。
所述的对位间位芳纶共聚沉析纤维浆料优选采用以下方法制备：将对位间位芳纶共聚沉析纤维产品进行打浆处理，打浆度控制在40～70°SR，打浆浓度0.1％～1.0％。所用打浆机为瓦利打浆机或者双圆盘磨浆机或者锥形磨浆机。其中的压榨、干燥、热压得到芳纶纸，具体按照以下步骤实施：
在2～5MPa压力下采用双毯三级压榨，在温度为80～120℃干燥3～10min，经过热压机上进行热压，压力控制在5～15MPa，热压温度在200～350℃，热压次数1～2次，得到增型强芳纶纸制品。
本发明的有益效果：
一是间苯二胺或者间苯二甲酰氯在分子层面上分布更加均匀，增加分子间结合强度，从而提高纸张的性能；二是利用打浆机对对位间位共聚沉析纤维进行打浆处理，使其原纤化，把粗纤维沿纵向撕裂，使其产生更大的比表面积和更细长的纤维形态，并呈现出分散更均匀的态势，从而更有利于与短切纤维更好的接触，最终提高了纸张匀度和物理强度。
专利《一种对位间位共聚芳纶纸的制备方法》(201910384755.9)提出了使用对位间位共聚沉析纤维纤维制备芳纶纸的方法。在此基础上，通过对对位间位共聚纤维形态的改善，得到直径在微米级的纤维，称之为对位间位芳纶共聚沉析纤维(1314共聚沉析纤维)。采用1314共聚沉析纤维与对位芳纶纳米纤维、短切纤维进行混合后可以获得均匀致密度改善、力学强度提高的增强型芳纶纸。
本发明采用新工艺、新方法研发生产出高性能芳纶纸，创新性强，应用前景广阔，对推动高新技术产业发展，促进传统产业的升级换代，提升耐高强度特种纸等产品的档次，促进相关产业的发展具有重大的现实意义。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员经改进或润饰的所有其它实例，都属于本发明保护的范围。
本发明以下实施例所采用的对位芳纶短切纤维、对位芳纶将皮为自产或市场采购纤维芳纶纤维，对位芳纶纳米纤维为自产，对位间位共聚芳纶沉析纤维为自制。
性能检测：
本发明所进行的实施案例中，对制得的增强型对位芳纶纸样品进行了物理性能及电气绝缘性能的分析检测，采用的检测标准如下：
纸样定量采用GBT451.2-2002《纸和纸板定量的测定》；
纸样厚度采用GBT451.3-2002《纸和纸板厚度的测定》；
纸样拉伸强度及伸长率采用GBT12914-2008《纸和纸板抗张强度的测定》；
纸样撕裂强度采用GB/T455-2002《纸和纸板撕裂度的测定》；
蜂窝芯材平压强度采用GB/T1453-2005《夹层结构或芯子平压性能试验方法》。
以下实施例中所采用的对位间位芳纶共聚沉析纤维均采用以下方法制备：
(1)配料：
(1-1)在混合罐中同时加入一定量的聚合反应溶剂N-甲基吡咯烷酮(NMP)和浓度为32％的氯化钙水溶液，聚合反应溶剂和盐溶液体积比为1:0.1，混合均匀后于减压蒸馏塔中脱水，得到含水量为55ppm、盐浓度为5wt％的聚合反应溶液；
(1-2)将上述步骤(1-1)脱水塔中的聚合反应溶液于暂存罐中冷却至15℃，通入氮气保护，边搅拌边加入反应单体对苯二胺、间苯二胺，二者配比为4:6，完全溶解后得到对苯二胺、间苯二胺的混合溶液A，摩尔浓度为0.2mol/L，将A溶液的温度降低到15℃；
(1-3)将另一反应单体B对苯二甲酰氯，于暂存罐中在115℃下熔化成熔体B，恒温保存备用；
(2)聚合：
(2-1)将上述步骤(1)制备的A溶液和B熔体，分别通过输送泵输送至混合器处进行充分混合，得到混合液，A溶液中的单体摩尔量和B熔体的加入摩尔配比为A:B＝1:1.012；
(2-2)将上述步骤(2-1)的混合液输送至双螺杆反应器中进行聚合，双螺杆反应器的长径比为45，转速为150rpm，螺杆温度最高控制在90℃以下，聚合反应时间3min。
(3)分散：
将N-甲基吡咯烷酮(NMP)输送至上述步骤(2)的双螺杆反应器的分散区域，使共聚物在螺杆内分散均匀，得到均匀的聚合物溶液。N-甲基吡咯烷酮加入的质量为步骤(1-1)中所用N-甲基吡咯烷酮质量的3倍；
(4)成纤：
将计量的除盐水和步骤(3)中双螺杆出口的共聚物同时加入沉析机中，在强烈的机械剪切作用下得到尺寸均匀无颗粒的沉析纤维，洗净脱水后备用，沉析纤维固含量4％。所述沉析剂的用量为步骤中所用N-甲基吡咯烷酮质量的5倍，沉析机控制柜控制剪切频率为30Hz。
本方法沉析纤维主要为带状结构，纤维直径在100μm以下，长度可达2mm。
所采用双螺杆反应器为双螺杆挤出机，选自南京杰亚双螺杆挤出机，具体型号为SHJ-72高效能双螺杆挤出机，分散区与反应区长度比为1:3，分散区转速与反应区相同；所采用的沉析机选自太仓希德XLC2000/5芳纶沉析机。
实施例1
(1)制备对位芳纶短切纤维浆料：将5mm对位芳纶短切纤维用体积-摩尔浓度为1.2×10-3mol/L，温度为60℃的十二烷基苯磺酸钠水溶液进行洗涤预处理，然后用清水洗净，利用疏解机对其进行疏解，疏解浓度控制0.01％，制成对位芳纶短切纤维浆料。
(2)制备对位芳纶纳米纤维浆料：将购买的凝胶状对位芳纶纳米纤维加入打浆机进行打浆，打浆浓度控制0.1％，打浆度控制70°SR。
(3)制备对位间位芳纶共聚沉析纤维浆料：将带状对位间位芳纶共聚沉析纤维进行打浆处理，打浆度控制在40°SR，打浆浓度0.1％，得到对位间位芳纶共聚沉析纤维浆料。
(4)按质量百分比(按照各浆料中纤维绝干重计)，将20％对位芳纶短切纤维浆料、40％对位芳纶纳米纤维浆料、40％对位间位芳纶共聚沉析纤维浆料进行混合置入配浆釜中，调整浆料浓度为0.01％。
(5)将(4)制备的纤维浆液采用斜网湿法抄造形成连续均匀分布的湿纸页，抄造滤网的目数为150目。
(6)采用真空吸移的方式将湿纸页从成型网部分离，转移至压榨部进行压榨脱水。采用双辊双毯三道压榨脱除湿纸页水分，压榨压力依次为2MPa、3MPa、5MPa。
(7)将压榨后纸页采用蒸汽加热辊对压榨后的纸页进行干燥，温度为80℃，干燥时长为10min，得到干燥芳纶纸。
(8)将(7)制得纸样，进行高温压光处理，在热压机上进行热压，压力控制在7MPa，热压温度在200℃，热压次数1次，得到增强型对位芳纶成纸。
(9)将(8)制备的芳纶纸按照蜂窝芯材的制备工艺进行涂胶-裁切-叠压-固化-拉伸-浸胶-固化-片切，得到规格为孔格边长为2.75mm、密度为48kg/m3的芳纶纸蜂窝。
对成纸纸样以及蜂窝芯材进行检测，得到本发明不同工艺对位芳纶纸以及所制备蜂窝芯材的性能指标统计，见表1。
实施例2
(1)制备对位芳纶短切纤维浆料：将5mm对位芳纶短切纤维用体积-摩尔浓度为1.2×10-3mol/L，温度为60℃的十二烷基苯磺酸钠水溶液进行洗涤预处理，然后用清水洗净，利用疏解机对其进行疏解，疏解浓度控制0.03％，制成对位芳纶短切纤维浆料。
(2)制备对位芳纶纳米纤维浆料：将购买的带状对位芳纶纳米纤维加入打浆机进行打浆，打浆浓度控制0.3％，打浆度控制80°SR。
(3)制备对位间位芳纶共聚沉析纤维浆料：将带状对位间位芳纶共聚沉析纤维进行打浆处理，打浆度控制在55°SR，打浆浓度0.5％，得到对位间位芳纶共聚沉析纤维浆料。
(4)按质量百分比(按照各浆料中纤维绝干重计)，将40％对位芳纶短切纤维浆料、40％对位芳纶纳米纤维浆料、20％对位间位芳纶共聚沉析纤维浆料进行混合置入配浆釜中，调整浆料浓度为0.1％。
(5)将(4)制备的纤维浆液采用斜网湿法抄造形成连续均匀分布的湿纸页，抄造滤网的目数为150目。
(6)采用真空吸移的方式将湿纸页从成型网部分离，转移至压榨部进行压榨脱水。采用双辊双毯三道压榨脱除湿纸页水分，压榨压力依次为2MPa、3MPa、5MPa。
(7)将压榨后纸页采用蒸汽加热辊对压榨后的纸页进行干燥，温度为100℃，干燥时长为7min，得到干燥芳纶纸。
(8)将(7)制得纸样，进行高温压光处理，在热压机上进行热压，压力控制在7MPa，热压温度在270℃，热压次数1次，得到增强型对位芳纶成纸。
(9)将(8)制备的芳纶纸按照蜂窝芯材的制备工艺进行涂胶-裁切-叠压-固化-拉伸-浸胶-固化-片切，得到规格为孔格边长为2.75mm、密度为48kg/m3的芳纶纸蜂窝。
对成纸纸样以及蜂窝芯材进行检测，得到本发明不同工艺对位芳纶纸以及所制备蜂窝芯材的性能指标统计，见表1。
实施例3
(1)制备对位芳纶短切纤维浆料：将5mm对位芳纶短切纤维用体积-摩尔浓度为1.2×10-3mol/L，温度为60℃的十二烷基苯磺酸钠水溶液进行洗涤预处理，然后用清水洗净，利用疏解机对其进行疏解，疏解浓度控制0.05％，制成对位芳纶短切纤维浆料。
(2)制备对位芳纶纳米纤维浆料：将购买的凝胶状或者带状对位芳纶纳米纤维加入打浆机进行打浆，打浆浓度控制0.8％，打浆度控制90°SR。
(3)制备对位间位芳纶共聚沉析纤维浆料：将带状对位间位芳纶共聚沉析纤维进行打浆处理，打浆度控制在70°SR，打浆浓度1.0％，得到对位间位芳纶共聚沉析纤维浆料。
(4)按质量百分比(按照各浆料中纤维绝干重计)，将50％对位芳纶短切纤维浆料、40％对位芳纶纳米纤维浆料、10％对位间位芳纶共聚沉析纤维浆料进行混合置入配浆釜中，调整浆料浓度为0.2％。
(5)将(4)制备的纤维浆液采用斜网湿法抄造形成连续均匀分布的湿纸页，抄造滤网的目数为150目。
(6)采用真空吸移的方式将湿纸页从成型网部分离，转移至压榨部进行压榨脱水。采用双辊双毯三道压榨脱除湿纸页水分，压榨压力依次为2MPa、3MPa、5MPa。
(7)将压榨后纸页采用蒸汽加热辊对压榨后的纸页进行干燥，温度为120℃，干燥时长为3min，得到干燥芳纶纸。
(8)将(7)制得纸样，进行高温压光处理，在热压机上进行热压，压力控制在7MPa，热压温度在200℃和270℃各热压1次，得到增强型对位芳纶成纸。
(9)将(8)制备的芳纶纸按照蜂窝芯材的制备工艺进行涂胶-裁切-叠压-固化-拉伸-浸胶-固化-片切，得到规格为孔格边长为2.75mm、密度为48kg/m3的芳纶纸蜂窝。
对成纸纸样以及蜂窝芯材进行检测，得到本发明不同工艺对位芳纶纸以及所制备蜂窝芯材的性能指标统计，见表1。
实施例4
(1)制备对位芳纶短切纤维浆料：将5mm对位芳纶短切纤维用体积-摩尔浓度为1.2×10-3mol/L，温度为60℃的十二烷基苯磺酸钠水溶液进行洗涤预处理，然后用清水洗净，利用疏解机对其进行疏解，疏解浓度控制0.03％，制成对位芳纶短切纤维浆料。
(2)制备对位芳纶纳米纤维浆料：将购买的凝胶状或者带状对位芳纶纳米纤维加入打浆机进行打浆，打浆浓度控制0.3％，打浆度控制80°SR。
(3)制备对位间位芳纶共聚沉析纤维浆料：将带状对位间位芳纶共聚沉析纤维进行打浆处理，打浆度控制在50°SR，打浆浓度0.5％，得到对位间位芳纶共聚沉析纤维浆料。
(4)按质量百分比(按照各浆料中纤维绝干重计)，将30％对位芳纶短切纤维浆料、30％对位芳纶纳米纤维浆料、40％对位间位芳纶共聚沉析纤维浆料进行混合置入配浆釜中，调整浆料浓度为0.01％。
(5)将(4)制备的纤维浆液采用斜网湿法抄造形成连续均匀分布的湿纸页，抄造滤网的目数为150目。
(6)采用真空吸移的方式将湿纸页从成型网部分离，转移至压榨部进行压榨脱水。采用双辊双毯三道压榨脱除湿纸页水分，压榨压力依次为2MPa、3MPa、5MPa。
(7)将压榨后纸页采用蒸汽加热辊对压榨后的纸页进行干燥，温度为110℃，干燥时长为5min，得到干燥芳纶纸。
(8)将(7)制得纸样，进行高温压光处理，在热压机上进行热压，压力控制在7MPa，热压温度在270℃，热压次数2次，得到增强型对位芳纶成纸。
(9)将(8)制备的芳纶纸按照蜂窝芯材的制备工艺进行涂胶-裁切-叠压-固化-拉伸-浸胶-固化-片切，得到规格为孔格边长为2.75mm、密度为48kg/m3的芳纶纸蜂窝。
对成纸纸样以及蜂窝芯材进行检测，得到本发明不同工艺对位芳纶纸以及所制备蜂窝芯材的性能指标统计表，见表1。
实施例5
(1)制备对位芳纶短切纤维浆料：将5mm对位芳纶短切纤维用体积-摩尔浓度为1.2×10-3mol/L，温度为60℃的十二烷基苯磺酸钠水溶液进行洗涤预处理，然后用清水洗净，利用疏解机对其进行疏解，疏解浓度控制0.03％，制成对位芳纶短切纤维浆料。
(2)制备对位芳纶纳米纤维浆料：将购买的凝胶状或者带状对位芳纶纳米纤维加入打浆机进行打浆，打浆浓度控制0.3％，打浆度控制80°SR。
(3)制备对位间位芳纶共聚沉析纤维浆料：将带状对位间位芳纶共聚沉析纤维进行打浆处理，打浆度控制在50°SR，打浆浓度0.5％，得到对位间位芳纶共聚沉析纤维浆料。
(4)按质量百分比(按照各浆料中纤维绝干重计)，将50％对位芳纶短切纤维浆料、10％对位芳纶纳米纤维浆料、40％对位间位芳纶共聚沉析纤维浆料进行混合置入配浆釜中，调整浆料浓度为0.01％。
(5)将(4)制备的纤维浆液采用斜网湿法抄造形成连续均匀分布的湿纸页，抄造滤网的目数为150目。
(6)采用真空吸移的方式将湿纸页从成型网部分离，转移至压榨部进行压榨脱水。采用双辊双毯三道压榨脱除湿纸页水分，压榨压力依次为2MPa、3MPa、5MPa。
(7)将压榨后纸页采用蒸汽加热辊对压榨后的纸页进行干燥，温度为110℃，干燥时长为5min，得到干燥芳纶纸。
(8)将(7)制得纸样，进行高温压光处理，在热压机上进行热压，压力控制在7MPa，热压温度在270℃，热压次数2次，得到增强型对位芳纶成纸。
(9)将(8)制备的芳纶纸按照蜂窝芯材的制备工艺进行涂胶-裁切-叠压-固化-拉伸-浸胶-固化-片切，得到规格为孔格边长为2.75mm、密度为48kg/m3的芳纶纸蜂窝。
对成纸纸样以及蜂窝芯材进行检测，得到本发明不同工艺对位芳纶纸以及所制备蜂窝芯材的性能指标统计，见表1。
对比例1
(1)制备对位芳纶短切纤维浆料：将5mm芳纶短切纤维用体积-摩尔浓度为1.2×10-3mol/L，温度为60℃的十二烷基苯磺酸钠水溶液进行洗涤预处理，然后用清水洗净，疏解浓度为0.03％，制成对位芳纶短切纤维浆料；
(2)制备间位芳纶沉析纤维浆料：将购买的带状间位芳纶沉析纤维加入打浆机进行打浆，打浆浓度控制0.5％，打浆度控制40°SR；
(3)按质量百分比(按照各浆料中纤维绝干重计)，将50％对位芳纶短切纤维浆料、50％间位芳纶沉析纤维浆料进行混合置入配浆釜中，调整纸浆浓度为0.03％。
(4)将(3)制备的纤维浆液采用斜网湿法抄造形成连续均匀分布的湿纸页，抄造滤网的目数为150目。
(5)采用真空吸移的方式将湿纸页从成型网部分离，转移至压榨部进行压榨脱水。采用双辊双毯三道压榨脱除湿纸页水分，压榨压力依次为2MPa、3MPa、5MPa。
(6)将压榨后纸页采用蒸汽加热辊对压榨后的纸页进行干燥，温度为110℃，干燥时长为5min，得到干燥芳纶纸。
(7)将(6)制得纸样，进行高温压光处理，在热压机上进行热压，压力控制在7MPa，热压温度在270℃，热压次数2次，得到增强型对位芳纶成纸。
(8)将(7)制备的芳纶纸按照蜂窝芯材的制备工艺进行涂胶-裁切-叠压-固化-拉伸-浸胶-固化-片切，得到规格为孔格边长为2.75mm、密度为48kg/m3的芳纶纸蜂窝。
对成纸纸样以及蜂窝芯材进行检测，得到本发明不同间对位芳纶纸以及所制备蜂窝芯材的性能指标统计，见表1。
对比例2
(1)制备对位芳纶短切纤维浆料：将5mm对位芳纶短切纤维用体积-摩尔浓度为1.2×10-3mol/L，温度为60℃的十二烷基苯磺酸钠水溶液进行洗涤预处理，然后用清水洗净，利用疏解机对其进行疏解，疏解浓度控制0.03％，制成对位芳纶短切纤维浆料。
(2)制备对位芳纶纳米纤维浆料：将购买的凝胶状或者带状对位芳纶纳米纤维加入打浆机进行打浆，打浆浓度控制0.3％，打浆度控制80°SR。
(3)按质量百分比(按照各浆料中纤维绝干重计)，将50％对位芳纶短切纤维浆料、50％对位芳纶纳米纤维浆料进行混合置入配浆釜中，调整纸浆浓度为0.03％。
(4)将(3)制备的纤维浆液采用斜网湿法抄造形成连续均匀分布的湿纸页，抄造滤网的目数为150目。
(5)采用真空吸移的方式将湿纸页从成型网部分离，转移至压榨部进行压榨脱水。采用双辊双毯三道压榨脱除湿纸页水分，压榨压力依次为2MPa、3MPa、5MPa。
(6)将压榨后纸页采用蒸汽加热辊对压榨后的纸页进行干燥，温度为110℃，干燥时长为5min，得到干燥芳纶纸。
(7)将(6)制得纸样，进行高温压光处理，在热压机上进行热压，压力控制在7MPa，热压温度在270℃，热压次数2次，得到增强型对位芳纶成纸。
(8)将(7)制备的芳纶纸按照蜂窝芯材的制备工艺进行涂胶-裁切-叠压-固化-拉伸-浸胶-固化-片切，得到规格为孔格边长为2.75mm、密度为48kg/m3的芳纶纸蜂窝。
对成纸纸样以及蜂窝芯材进行检测，得到本发明不同工艺对位芳纶纸以及所制备蜂窝芯材的性能指标统计表，见表1。
对比例3
(1)制备对位芳纶短切纤维浆料：将5mm芳纶短切纤维用体积-摩尔浓度为1.2×10-3mol/L，温度为60℃的十二烷基苯磺酸钠水溶液进行洗涤预处理，然后用清水洗净，疏解浓度为0.03％，制成对位芳纶短切纤维浆料；
(2)制备对位间位芳纶纳米纤维浆料：将购买的带状或者凝胶状的间位对位芳纶纳米纤维加入打浆机进行打浆，打浆浓度控制0.5％，打浆度控制80°SR；
(3)按质量百分比(按照各浆料中纤维绝干重计)，将50％对位芳纶短切纤维浆料、50％间位对位芳纶纳米纤维浆料进行混合置入配浆釜中，调整纸浆浓度为0.03％。
(4)将(3)制备的纤维浆液采用斜网湿法抄造形成连续均匀分布的湿纸页，抄造滤网的目数为150目。
(5)采用真空吸移的方式将湿纸页从成型网部分离，转移至压榨部进行压榨脱水。采用双辊双毯三道压榨脱除湿纸页水分，压榨压力依次为2MPa、3MPa、5MPa。
(6)将压榨后纸页采用蒸汽加热辊对压榨后的纸页进行干燥，温度为110℃，干燥时长为5min，得到干燥芳纶纸。
(7)将(6)制得纸样，进行高温压光处理，在热压机上进行热压，压力控制在7MPa，热压温度在270℃，热压次数2次，得到增强型对位芳纶成纸。
(8)将(7)制备的芳纶纸按照蜂窝芯材的制备工艺进行涂胶-裁切-叠压-固化-拉伸-浸胶-固化-片切，得到规格为孔格边长为2.75mm、密度为48kg/m3的芳纶纸蜂窝。
对成纸纸样以及蜂窝芯材进行检测，得到本发明不同间对位芳纶纸以及所制备蜂窝芯材的性能指标统计，见表1。。
表1不同工艺对位芳纶纸指标以及对应的蜂窝芯材性能统计表
在实施例进行过程中，工艺配比、热压温度、热压次数均对产品强度有较大影响，通过与对比例比较，加入共聚沉析纤维后，力学强度有明显提升。通过制备的蜂窝数据相比，加入共聚沉析纤维后的蜂窝平压强度和模量均明显高于间对位混抄纸蜂窝。另外，本发明的成纸物理机械性能方面与掺加了对位间位芳纶纳米纤维的成纸基本接近或更好，但后者在制备过程中，由于对位间位芳纶纳米纤维的一些制备和操作难度，导致其纤维流失率较高，本发明显著改善了这一缺陷，并达到了相当甚至更好的成纸质量。
以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通工程技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。
Claims (8)
1.一种对位间位芳纶共聚沉析纤维增强对位芳纶纸，其特征在于，其原料组分按绝干重质量百分比计，包括：对位芳纶短切纤维20～70％、对位芳纶纳米纤维1～40％、对位间位芳纶共聚沉析纤维10～40％。
2.根据权利要求1所述的一种对位间位芳纶共聚沉析纤维增强对位芳纶纸，其特征在于，所述的对位芳纶短切纤维，纤维长度为2-10mm，纤维直径为10～20um。
3.根据权利要求1所述的一种对位间位芳纶共聚沉析纤维增强对位芳纶纸，其特征在于，所述的对位芳纶纳米纤维，应用时制备成纳米纤维分散液，含水率＞95％，纤维直径在20～100nm，纤维长径比＞5000。
4.权利要求1所述的一种对位间位芳纶共聚沉析纤维增强对位芳纶纸的制备工艺，其特征在于，分别制备对位芳纶短切纤维浆料，对位芳纶纳米纤维浆料，以及对位间位芳纶共聚沉析纤维浆料按各原料绝干重配比混合置入配浆釜中，混浆并调整纸浆浓度为0.01％～0.2％，将配好的浆料在长网或者斜网纸机上抄造成形，经过压榨、干燥、热压，得到增强型对位芳纶纸。
5.根据权利要求4所述的一种对位间位芳纶共聚沉析纤维增强对位芳纶纸的制备工艺，其特征在于，所述的对位芳纶短切纤维浆料采用以下方式制备：将对位芳纶短切纤维用十二烷基苯磺酸钠水溶液进行洗涤预处理，然后用清水洗净，利用疏解机对其进行疏解，疏解浓度控制0.01％～0.05％；或者直接将无油芳纶短切纤维或表面改性的亲水性芳纶短切纤维利用疏解机进行疏解得到对位芳纶短切纤维浆料。
6.根据权利要求4所述的一种对位间位芳纶共聚沉析纤维增强对位芳纶纸的制备工艺，其特征在于，所述的对位芳纶纳米纤维浆料采用以下方法制备：将对位芳纶纳米纤维产品加入打浆机进行打浆，打浆浓度控制0.1％～0.8％，打浆度控制70～90°SR。
7.根据权利要求4所述的一种对位间位芳纶共聚沉析纤维增强对位芳纶纸的制备工艺，其特征在于，所述的对位间位芳纶共聚沉析纤维浆料采用以下方法制备：将对位间位芳纶共聚沉析纤维产品进行打浆处理，打浆度控制在40～70°SR，打浆浓度0.1％～1.0％。
8.根据权利要求4所述的一种对位间位芳纶共聚沉析纤维增强对位芳纶纸的制备工艺，其特征在于，其中的压榨、干燥、热压得到芳纶纸，具体按照以下步骤实施：在2～5MPa压力下采用双毯三级压榨，在温度为80～120℃干燥3～10min，经过热压机上进行热压，压力控制在5～15MPa，热压温度在200～350℃，热压次数1～2次，得到增型强芳纶纸制品。
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