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对位芳纶中间位结构单元含量的定量分析

应用化学 2024年第8期41卷 1126-1130页

作者：孙浩峻衣小虎程建华苏朝晖中国科学院长春应用化学研究所高分子物理与化学国家重点实验室长春130022 中国科学技术大学合肥230026

在聚对苯二甲酰对苯二胺(PPTA)中引入间位结构可以调控其结晶和加工性能,因此确定其中的间位组分含量具有重要的实际意义。本文将PPTA和间位芳纶(PMIA)共混,采集其红外光谱,发现位于689 cm^(-1)处的间位取代苯环的C—H面内振动谱带强度... 详细信息

在聚对苯二甲酰对苯二胺(PPTA)中引入间位结构可以调控其结晶和加工性能,因此确定其中的间位组分含量具有重要的实际意义。本文将PPTA和间位芳纶(PMIA)共混,采集其红外光谱,发现位于689 cm^(-1)处的间位取代苯环的C—H面内振动谱带强度与PMIA的含量呈现良好的线性正比关系,可以检测出共混样品中含有的质量分数2.0%的PMIA。以拉曼光谱分析共混物,利用位于1002 cm^(-1)的苯环呼吸振动谱带作为PMIA的特征峰,建立了峰强度与PMIA含量的标准曲线,具有良好的线性关系,能够检测出样品中低至质量分数0.25%的PMIA。2种方法对比,拉曼光谱法具有更高的准确度和灵敏度,优于红外光谱法。

关键词：芳纶定量分析拉曼光谱红外光谱

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锂电池用芳纶涂覆隔膜的制备及其性能

工程塑料应用 2024年第6期52卷 110-116页

作者：刘杲珺白耀宗马平川高飞飞杜敬然颜廷国中材锂膜有限公司山东枣庄277500

氮气气氛下,以对苯二胺、对苯二甲酰氯为单体,N-甲基吡咯烷酮为溶剂,氯化钙为助溶剂,合成了对位芳纶聚合物胶液。将芳纶胶液(固含量5%)和氧化铝(Al2O3)加入到N-甲基吡咯烷酮,进行高速分散,得到芳纶涂布液,将涂布液涂覆在聚乙烯多孔基材... 详细信息

氮气气氛下,以对苯二胺、对苯二甲酰氯为单体,N-甲基吡咯烷酮为溶剂,氯化钙为助溶剂,合成了对位芳纶聚合物胶液。将芳纶胶液(固含量5%)和氧化铝(Al2O3)加入到N-甲基吡咯烷酮,进行高速分散,得到芳纶涂布液,将涂布液涂覆在聚乙烯多孔基材上,通过浸渍相反转的方法得到锂离子电池用芳纶涂覆隔膜。在芳纶基体中加入成核剂无机Al2O3后,能够促进异相成核,降低孔成核所需克服的自由能垒,增大相分离过程中成孔概率。结果表明,涂层中Al2O3的含量增大时,表面纤维致密性降低,孔尺寸增大,孔数量增多。当Al2O3与芳纶的质量比由1∶2变为5∶1时,单位涂层厚度Gurley值由33 (s/100 cm^(3))/μm减小至10 (s/100 cm^(3))/μm (减小了69.7%),透气度提升明显。当Al2O3与芳纶的质量比为1∶2时,热针刺面积由纯PE膜的6.22 mm^(2)减小至0.36 mm^(2),相较于PE膜减小了94.21%,与此同时,130℃下芳纶隔膜的热收缩率也相应减小,表明使用芳纶涂覆PE膜能够提升PE膜在锂电池中使用过程中的安全性能。

关键词：锂电池隔膜芳纶孔结构热针刺面积

壳聚糖/M（OH）(OCH) （M=Co， Ni）/六偏磷酸钠纳米复合涂层提高芳纶无纺布耐火隔热性能

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复合材料学报 2024年

作者：马妍董翔谢乐戴国威荣彩玉刘松安徽理工大学安全科学与工程学院安徽理工大学材料科学与工程学院

随着火灾场景的复杂化和火灾危险性的增加，市场迫切需要高性能耐火隔热纤维以更好保护消防救援人员。本工作利用层层自组装技术，将食品级六偏磷酸钠及复合二维纳米材料M（OH）(OCH3) （M=Co， Ni）的生物质壳聚糖交替涂覆于芳纶纤维... 详细信息

随着火灾场景的复杂化和火灾危险性的增加，市场迫切需要高性能耐火隔热纤维以更好保护消防救援人员。本工作利用层层自组装技术，将食品级六偏磷酸钠及复合二维纳米材料M（OH）(OCH3) （M=Co， Ni）的生物质壳聚糖交替涂覆于芳纶纤维无纺布（ANF）表面，制备了新型ANF纳米复合材料。结果表明，涂覆15层样品（CMP/ANF-Ⅲ）在空气中升温至800 ℃，残炭率由1.59%（纯ANF）提高至20.55%，热稳定性显著改善。CMP/ANF-Ⅲ的热释放速率峰值（PHRR）、总热释放速率（THR）较ANF分别降低48.90%、58.57%，阻燃性能显著提高。在垂直燃烧测试中，CMP/ANF-Ⅲ的损毁长度降低至2.4 cm（纯ANF 9.0 cm）。在耐火隔热测试中，纯ANF 12 s被烧穿，而CMP/ANF-Ⅲ在120 s仍保持完整，同时背面温度大幅降低至335 ℃（纯ANF超过500 ℃）。残炭分析表明，CMP/ANF-Ⅲ燃烧后生成致密的炭层，其能有效阻挡火焰的蔓延及与基体之间的热对流，提高无纺布阻燃隔热性能。气相产物分析表明，CMP/ANF-Ⅲ较低温度下即可释放出CO2、H2O、NH3等不燃性气体，起到气相阻燃作用。本工作研制的ANF纳米复合材料为新一代高效耐火防护服装的研发提供支持。

关键词：纳米复合涂层芳纶阻燃隔热

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芳纶、海藻纤维复合高隔热针织面料开发

针织工业 2024年第8期 18-21页

作者：李美泽方青青齐业雄天津工业大学纺织科学与工程学院天津300387

海藻纤维吸湿透气性好,具有一定的抗菌性,但不耐酸碱,湿强低,纤维间抱合力差,限制了其在服用领域的应用;芳纶具有良好的机械特性和优异的隔热性能,但吸湿透气性差。文中综合考虑海藻纤维和芳纶的优异品质,辅以棉纤维进行复合纱线的纺制... 详细信息

海藻纤维吸湿透气性好,具有一定的抗菌性,但不耐酸碱,湿强低,纤维间抱合力差,限制了其在服用领域的应用;芳纶具有良好的机械特性和优异的隔热性能,但吸湿透气性差。文中综合考虑海藻纤维和芳纶的优异品质,辅以棉纤维进行复合纱线的纺制,开发一种具有优异隔热性能,且辅以吸湿、抗菌功能的芳纶、海藻纤维复合功能针织面料,并测试纱线力学性能、吸湿性能以及织物的导热性能。结果表明,芳纶、海藻纤维复合针织面料具有良好的力学性能、吸湿透气性,以及高度隔热的特点,适用于消防员服用针织面料的开发。

关键词：芳纶海藻纤维隔热吸湿热湿舒适性

基于分子动力学的芳纶/功能化碳纳米管复合材料体系热力学性能模拟

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电工技术学报 2024年第5期39卷 1510-1523页

作者：张文琦范晓舟李宇轩庾翔律方成华北电力大学电气与电子工程学院北京102206 华北电力大学河北省输变电安全防御重点实验室保定071003

对位芳纶绝缘纸以其优异的介电性能、力学性能在电气绝缘领域得到广泛应用。为探究不同功能化碳纳米管与对位芳纶共掺的复合材料热力学性能,该文通过分子动力学模拟方法建立了对位芳纶分子体系模型、未功能化碳纳米管以及分别接枝羟基... 详细信息

对位芳纶绝缘纸以其优异的介电性能、力学性能在电气绝缘领域得到广泛应用。为探究不同功能化碳纳米管与对位芳纶共掺的复合材料热力学性能,该文通过分子动力学模拟方法建立了对位芳纶分子体系模型、未功能化碳纳米管以及分别接枝羟基、羧基和氨基官能团的芳纶/功能化碳纳米管复合体系模型。在Materials Studio和LAMMPS中计算了复合材料热导率、玻璃化转变温度、力学性能、结构参数及相对介电常数。结果表明,芳纶复合材料体系各项性能均有不同幅度提升。芳纶/羧基化碳纳米管(PPTA/CNT—COOH)的热导率较掺杂前提升了75.4%,玻璃化转变温度提升了43.29 K。芳纶/羟基化碳纳米管(PPTA/CNT—OH)和芳纶/氨基化碳纳米管(PPTA/CNT—NH2)的热导率依次提升70.2%和63.2%。在力学性能上,复合材料比掺杂前的弹性模量平均增强30%以上,剪切模量增强15%以上。通过计算体系结构参数,从均方位移、自由体积占比、氢键数量与结合强度等分子层面阐释了材料性能增强的内在机理,最终发现PPTA/CNT—COOH在热力学性能上较其他掺杂体系提升最为明显,且碳纳米管的掺入未对材料介电常数引起较大改变,所得结果可为对位芳纶复合绝缘材料的掺杂设计、性能调控提供理论支持。

关键词：电气绝缘芳纶功能化碳纳米管分子动力学热力学性能

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芳纶/玻纤经编复合材料的力学性能研究

棉纺织技术 2024年第6期52卷 84-89页

作者：王婷蒋高明杨美玲李炳贤江南大学江苏无锡214122 针织技术教育部工程研究中心江苏无锡214122

研究芳纶/玻纤混杂纤维双轴向经编复合材料的力学性能。以芳纶/玻纤混杂纤维双轴向经编织物为增强体,将№1⁃695⁃3K A环氧树脂与№1⁃695⁃3K B固化剂混合,基于真空辅助树脂传递模塑技术制作复合材料,并与同状态下玻纤经编复合材料对比,研... 详细信息

研究芳纶/玻纤混杂纤维双轴向经编复合材料的力学性能。以芳纶/玻纤混杂纤维双轴向经编织物为增强体,将№1⁃695⁃3K A环氧树脂与№1⁃695⁃3K B固化剂混合,基于真空辅助树脂传递模塑技术制作复合材料,并与同状态下玻纤经编复合材料对比,研究两种复合材料在拉伸性能、弯曲性能和低速冲击性能上的区别。结果表明:与玻纤经编复合材料相比,芳纶/玻纤经编复合材料沿纱线加载方向的拉伸强度和弯曲强度分别提升了约20%和26%,最大冲击载荷提高了约45%。认为:芳纶/玻纤经编复合材料具有更好的力学性能,可替代玻纤经编复合材料用于工程领域。

关键词：芳纶玻璃纤维经编双轴向复合材料拉伸性能弯曲性能低速冲击性能破坏形貌

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芳纶柔性复合材料防刺机理有限元模拟

西安工程大学学报 2024年第3期38卷 8-14页

作者：王蕊宁侯宵张亚娟贾笑娅西安工程大学纺织科学与工程学院陕西西安710048

为了预测芳纶柔性复合材料的防刀刺性能,及其受到刀穿刺响应的基本规律,采用多相剪切增稠液浸渍和碳化硅/热塑性聚氨酯涂层制备芳纶柔性复合材料,并进行抽拔和准静态刀刺实验。通过细化摩擦因数建立单层准静态刀刺芳纶复合材料模型以及... 详细信息

为了预测芳纶柔性复合材料的防刀刺性能,及其受到刀穿刺响应的基本规律,采用多相剪切增稠液浸渍和碳化硅/热塑性聚氨酯涂层制备芳纶柔性复合材料,并进行抽拔和准静态刀刺实验。通过细化摩擦因数建立单层准静态刀刺芳纶复合材料模型以及多层纯芳纶材料动态刀刺模型的有限元模拟,并采用Python脚本有效简化建模流程,探究芳纶柔性复合材料以及多层纯芳纶材料的防刀刺机理。结果表明:碳化硅/热塑性聚氨酯涂层芳纶复合材料纱线间摩擦因数最高;剪切增稠液浸渍芳纶纱线间摩擦因数较好且不限制纱线拉伸变形,具有较好的防刺性能;多层纯芳纶织物动态穿刺过程中织物的主要失效模式为纱线断裂,纱线形变较少;模型的建立可为快速准确预测柔性复合材料的防刀刺性能提供参考。

关键词：芳纶柔性复合材料防刺机理穿刺模拟

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芳纶/玻纤层内混杂经编双轴向增强材料的铺层性能分析

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上海纺织科技 2024年第7期52卷 18-23页

作者：王婷蒋高明杨美玲李炳贤江南大学针织技术教育部工程研究中心江苏无锡214122

以芳纶/玻纤层内混杂经编双轴向织物为增强体、环氧树脂为基体,基于真空辅助成型工艺制作复合材料,从芳纶/玻纤层内混杂经编双轴向织物的铺层角度、铺层厚度和铺层顺序3个方面探究其对弯曲性能和低速冲击性能的影响。结果表明:铺层角度... 详细信息

以芳纶/玻纤层内混杂经编双轴向织物为增强体、环氧树脂为基体,基于真空辅助成型工艺制作复合材料,从芳纶/玻纤层内混杂经编双轴向织物的铺层角度、铺层厚度和铺层顺序3个方面探究其对弯曲性能和低速冲击性能的影响。结果表明:铺层角度为[(0°)/(-45°)/(90°)/(45°)]s时,弯曲强度和低速冲击载荷最大,分别为197.1 MPa和14259.4 N;铺层层数增加,会在一定程度上增强材料的弯曲性能和低速冲击性能,随着层数的增加,厚度增加,弯曲强度反而变差;在进行弯曲测试和低速冲击测试时,靠近加载方向的纤维选择0°/90°更好,且每层织物的角度对称堆叠越均匀,弯曲和冲击性能越好。证实了在一定程度上可以通过合适的铺层设计来获得满足工况条件所需要的复合材料。

关键词：增强材料芳纶玻纤经编双轴向铺层工艺弯曲性能低速冲击性能

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芳纶的生产和应用及专利申请进展

合成纤维工业 2024年第3期47卷 74-78页

作者：姚文姚明宇国家知识产权局专利局专利文献部北京100088 国家知识产权局专利局专利审查协作北京中心北京100160

介绍了芳纶的生产、应用及专利申请进展。2023年全球对位芳纶生产能力为107.7 kt/a,间位芳纶生产能力为69.0 kt/a,国内对位芳纶生产能力为20.0 kt/a,间位芳纶生产能力为20.9 kt/a,泰和新材集团有限公司是目前国内最大的芳纶生产企业。... 详细信息

介绍了芳纶的生产、应用及专利申请进展。2023年全球对位芳纶生产能力为107.7 kt/a,间位芳纶生产能力为69.0 kt/a,国内对位芳纶生产能力为20.0 kt/a,间位芳纶生产能力为20.9 kt/a,泰和新材集团有限公司是目前国内最大的芳纶生产企业。国际与国内市场芳纶消费结构略有不同,2023年国际市场对位芳纶在安全防护、车用摩擦材料领域消费占比较大,而国内市场对位芳纶的消费领域则主要集中在光学纤维增强和安全防护领域;国际市场间位芳纶在电气绝缘纸、安全防护织物、高温过滤材料领域的消费占比较大,而国内市场间位芳纶主要用在相对低端的高温过滤材料领域;下游高端领域如蜂窝芯材、锂电隔膜等有望成为芳纶新的需求增长点。跨国企业芳纶专利申请量较大,比较注重专利布局和专利保护;芳纶相关专利申请量最多的技术领域涉及生产技术改进、芳纶纸、电池等。指出企业在持续推进芳纶常规应用领域创新的同时,应关注和寻求独特应用领域的技术创新,抢先布局专利,获得更早的专利保护和更大的市场优势。

关键词：芳纶间位芳纶对位芳纶市场生产应用专利

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