芳纶纸

芳纶纸

一、芳纶纸的发展现状：

ＮＯＭＥＸ纸。上世纪６０年代ＮＯＭＥＸ纸由杜邦公司开发成功。以ＮＯＭＥＸ短纤维和ＮＯＭＥＸ沉析纤维为造纸原料，斜网抄造湿法成型制成。ＮＯＭＥＸ纸的耐高温和优良电绝缘性，在高性能绝缘材料中得到充分发挥，是高性能电机、干式变压器等新型电气器材必须用材料。在过去几十年间，芳纶纸市场几乎被杜邦公司所垄断。短纤维由造纸用ＮＯＭＥＸ长丝切断成３～８ｍｍ制成，其主要贡献为纸的力学强度；沉析纤维由ＮＯＭＥＸ聚合物溶液经喷嘴流入高速旋转的ＮＯＭＥＸ沉淀剂中，在强剪切力作用下，聚合物分散凝固为二维结构薄的纤维絮状物组成，它是ＮＯＭＥＸ纸页结构中起短纤维间填充和粘结作用，因此沉析纤维的形态和结构对纸的性能影响很大，它的制造技术文献上很少有报道。杜邦公司以后又发明了对位芳纶和对位芳纶浆粕，其纤维强度和耐温性更高，用它作为造纸原料，使芳纶纸的性能大大提高。杜邦公司可以根据用途不同，开发不同型号的ＮＯＭＥＸ纸，其中最常用的几种型号是Ｔ４1１】（Ｔ４１０未经热轧的原纸）、Ｔ４１０（热轧的绝缘用纸）、Ｔ４ｌ４（与Ｔ４ｌ0不同热轧工艺的绝缘用纸）、Ｔ４ｌ２（蜂窝用纸）等，它们的性能比较如表２所示。

国产间位芳纶纸。近年来，间位芳纶纸在电气绝缘和蜂窝结构领域的用量越来越大，国内市场基本上使用杜邦的ＮＯＭＥＸ纸，最近烟台氨纶集团、上海圣欧集团实现了间位芳纶的工业化生产，他们的间位芳纶纸生产线已经实现了产业化，据报道烟台中表２不同型号ＮＯＭＥＸ．￣Ａｇ／性能比较（纸厚０．２５ｍｍ）试生产的芳纶纸大部分技术指标与ＮＯＭＥＸ纸相近，有兴趣读者可参考《高科技纤维与应用》２００８年第６期Ｐ２８￣３８上该公司发表的两篇文章，所列绝缘纸、蜂窝纸与ＮＯＭＥＸ纸的性能比较数据，总体上还是相接近的，但还存在一些差距，如表面光洁平滑程度、纸页致密度、产品稳定性和均匀性、强度和模量上都还需要进一步提高，当然国产纸也有一些地理和价格方面的优势。国内芳纶纸市场销量呈现快速增长态势，在大功率干式变压器、铁路电气化以及城市地铁、轻轨中所需的机载变压器、大型客机及大型军用运输机用芳纶纸蜂窝结构等项目上，要求高端芳纶纸材料，他们要求更高的可靠性、安全性和经济性，因此我们的芳纶纸生产在规模化、高性能化和高稳定性方面，要加快研究开发的步伐，以满足各行各业对高性能芳纶纸的迫切要求，间位芳纶纸作为一种综合性能优异的高性能材料，对于打破国外垄断。带动中国整个机电制造业升级，为航空航天和高速列车领域提供自主的材料来源，提高国防间位芳纶纸结构材料的应用规模和水平，具有特别重要的意义。国内开发芳纶纸的还有成都、杭州、新昌、福建、吉林等多家企业，由于芳纶纸的技术包含芳纶短纤维、沉析纤维、芳纶浆粕和斜网抄纸、原纸热轧等关键技术难度很大，国内的相关研究开发比较分散而又停留于科研试验阶段，一些生产企业对芳纶纸的生产线工装、工程设备、工艺过程监控等系统工程研究不足，从而使得国产芳纶纸的性能处于中低档水平。这些已经引起有关部门重视，最近好几次行业会议上明确指出要积极研定政策方针，引导产学研官协同攻关，提高产品质量，扩大市场空间。对位芳纶纸杜邦公司在上世纪９０年代推出对位芳纶纸ＫＯＲＥＸ，主要应用于蜂窝结构材料，由于对位芳纶的高强度、高模量和耐高温优异性能，与ＮＯＭＥＸ纸相比性能大大提高。日本帝人公司和王子制纸公司在２０００年商品化对位芳纶纸，面密度只有３６ｇ／ｍ２和５５ｇ／ｍ２，应用于电子印刷线路板基材，其力学强度高、轻薄小型化、耐热稳定性好、高温下尺寸稳定，高频下有低的介电常数和介电损耗。

二、芳纶纸抄造工艺

从中芳纶纤维纸由短切纤维和沉析纤维配抄而成。短切纤维（Floc）[5]、[7]是连续长丝切成的短段纤维。每根都具有相同形状和近似尺寸。其直径约0.01mm，长度约6.3mm。它以纵横交错紊乱散布于纸页中，起着增强作用，使纸具有较高机械强度和抗撕性能。沉析纤维”（Fibrid）是采用沉析机沉析而成，是不规则的类似植物纤维纸浆形成的微段。长约1～7mm，长宽比约50～1000，形如撕碎的薄膜条带或拉断的乱丝，从纤毛状至帚条状。它可单独成纸，赋予纸页以纸的通性。两种芳纶纤维都有各自的特性和作用，所以需要研究确定一个合适的配比，使芳纶纸的性能较全面地得到体现。经过前期大量实验，得出了较优的芳纶纸纤维配比，举例说明芳纶纸在不同沉析纤维与短切纤维配比下性能如表5所示。

三、芳纶纸项目举例

1.简介

高性能芳纶纸是目前世界上耐高温、绝缘纸中发展最快的特种化学纤维纸。它不但具有优良的物理机械性能，还具有较好的热稳定性、阻燃性、电绝缘性和耐辐射性，是航空、航天、国防、电子、通讯、环保、化工和海洋开发等领域中的重要基础材料。

我国的高性能芳纶纸全部依赖进口，促使美国杜邦公司和日本帝人公司联手垄断中国市场。高性能芳纶纸技术含量高，产品附加值大，每吨芳纶纤维的价格在15～20万元人民币。现在国内仅用于复合绝缘纸的高性能芳纶纸大概有1200吨的市场需求，主要是杜邦生产的，价格在40万元人民币／吨左右。本项目已成功完成国家科技攻关课题“芳纶1313纤维产业化技术开发”项目。目前，高性能芳纶纸各项性能均可以与杜邦公司Nomex产品相媲美。

2.接产条件

1主要设备及其总投资

主要设备为幅宽500～1000的圆网多缸纸机或斜网纸机。视纸机不同项目总投资为：2000～4000万元。

2水、电、汽要求

1）日用水量2000m3；2）年用电量240万度；3）年用煤量1700吨。

3一般年生产能力：1000吨/年

三、经济效益

1主要的原材料及价格芳纶纤维：15～20万/吨

2产品芳纶纸售价：30～40万/吨

3年销售收入：30000万元

4投资额：2000～4000万元

5年利税总额：年利润9000万元，年税金3000万元

在对位芳纶浆粕之前,杜邦公司于1967 年就研制出间位芳纶( Nomex )纸,它以间位芳纶短纤维和沉析纤维为原料, 采用斜网成型湿法抄纸, 随后干燥热压得到Nomex 纸, 是一种耐高温有优良电性能的绝缘材料。然而对位芳纶纸与Nomex 纸相比,有相同

性能也有明显区别,是二种不同的高性能纸产品。

过去间位芳纶纸成型时,要用沉析纤维( 也称间位芳纶浆粕) 和3~ 5mm 短切纤维混合打成纸浆才能抄纸, 对位芳纶纸也要采用这一种方法。现在专门生产了一种造纸用纸浆, 使纸浆纤维的长度分布为0. 2~ 3. 0mm, 其中纤维较长的纸浆含量约为40%, 用它可直接抄纸, 节省了混合打浆过程, 不用价格较高的短切纤维, 降低了产品的成本,为高性能新产品的开发打下了基础。