| 刘瑞祥,孙静,张峻华,马玉莹,尹志伟,王旭,程博闻,杨硕.芳纶纳米纤维增强芳纶纸基绝缘材料的制备与性能研究[J].中国造纸学报,2026,41(1):124-130 |
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| 芳纶纳米纤维增强芳纶纸基绝缘材料的制备与性能研究 |
| Study on the Preparation and Performance of Aramid Nanofiber Reinforced Aramid Paper-based Insulating Material |
| 投稿时间：2025-03-27 修订日期：2025-04-15 |
| DOI：10.11981/j.issn.1000-6842.2026.01.124 |
| 中文关键词: 芳纶纳米纤维 芳纶纸 绝缘性能 力学性能 |
| Key Words:aramid nanofiber aramid paper insulating performance mechanical properties |
| 基金项目:国家重点研发计划项目（2024YFB3713200）；生物源纤维制造技术国家重点实验室开放基金资助课题（SKL202201）。 |
| 作者 | 单位 | 邮编 | | 刘瑞祥* | 1天津科技大学生物基纤维材料全国重点实验室,天津市制浆造纸重点实验室,中国轻工业造纸与生物质精炼重点实验室,纺织行业高性能纤维湿法非织造材料重点实验室,天津,300450 | 300450 | | 孙静 | 2烟台民士达特种纸业股份有限公司, 山东烟台,264006 | 264006 | | 张峻华 | 1天津科技大学生物基纤维材料全国重点实验室,天津市制浆造纸重点实验室,中国轻工业造纸与生物质精炼重点实验室,纺织行业高性能纤维湿法非织造材料重点实验室,天津,300450
2烟台民士达特种纸业股份有限公司, 山东烟台,264006 | 264006 | | 马玉莹 | 1天津科技大学生物基纤维材料全国重点实验室,天津市制浆造纸重点实验室,中国轻工业造纸与生物质精炼重点实验室,纺织行业高性能纤维湿法非织造材料重点实验室,天津,300450 | 300450 | | 尹志伟 | 1天津科技大学生物基纤维材料全国重点实验室,天津市制浆造纸重点实验室,中国轻工业造纸与生物质精炼重点实验室,纺织行业高性能纤维湿法非织造材料重点实验室,天津,300450 | 300450 | | 王旭 | 3四川大学高分子科学与工程学院,四川成都,610065 | 610065 | | 程博闻* | 1天津科技大学生物基纤维材料全国重点实验室,天津市制浆造纸重点实验室,中国轻工业造纸与生物质精炼重点实验室,纺织行业高性能纤维湿法非织造材料重点实验室,天津,300450 | 300450 | | 杨硕* | 1天津科技大学生物基纤维材料全国重点实验室,天津市制浆造纸重点实验室,中国轻工业造纸与生物质精炼重点实验室,纺织行业高性能纤维湿法非织造材料重点实验室,天津,300450 | 300450 |
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| 中文摘要: |
| 本研究将对位芳纶纳米纤维（ANF）和间位芳纶沉析纳米纤维（CXNF）进行混合，制备得到芳纶纳米纤维填料，将其加入间位芳纶纤维中，结合湿法成形工艺和热压技术制备可用作绝缘材料的高性能芳纶复合纸。研究芳纶纳米纤维填料配比和添加量对芳纶复合纸的机械性能和电气性能的影响规律，探索芳纶纳米纤维填料对芳纶复合纸的增强机理。结果表明，当芳纶纳米纤维填料中ANF与CXNF质量比为5∶5，且芳纶纳米纤维填料添加量为9%时，制得芳纶复合纸的击穿电压为785 V，较间位芳纶纸提升了16%；击穿强度为17.41 kV/mm，较间位芳纶纸提升了18%；芳纶复合纸的力学性能也得到了较大的提升，抗张强度达24.1 N/cm，撕裂度达2.56 N；同时具有较低的介电常数和介质损耗因数，在1 MHz下，分别达2.572 F/m和0.023 34。 |
| Abstract: |
| This study mixed para-aramid nanofibers （ANF） with meta-aramid precipitated nanofibers （CXNF） to prepare an aramid nanofiber filler. The aramid nanofiber filler was incorporated into meta-aramid fiber， and combined wet forming processes and hot-pressing technology to produce high-performance aramid composite paper that could be used as an insulating material. The influence of aramid nanofiber filler composition and addition amount on the mechanical and electrical properties of aramid composite paper was investigated， further explored the reinforcement mechanism of aramid nanofibers in aramid composite paper. The results indicated that when the mass ratio of ANF to CXNF in the aramid nanofiber filler was 5∶5 and the filler addition amount was 9%， the prepared aramid composite paper exhibited a breakdown voltage of 785 V with a 16% improvement over meta-aramid paper. The breakdown strength reached 17.41 kV/mm with an 18% increase over meta-aramid paper. Besides， it showed significantly enhanced mechanical properties with tensile strength of 24.1 N/cm， and tearing resistance of 2.56 N， as well as lower dielectric constant and dielectric loss factor， achieving 2.572 F/m and 0.023 34 （1 MHz）， respectively. |
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