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絕緣紙柔韌性不足,在彎折過程中易斷裂,如何改善?
- 2025-02-18-

絕緣紙在彎折過程中易斷裂,說明柔韌性不足,可從原材料選擇、生產(chǎn)工藝優(yōu)化、后處理工藝改進(jìn)以及添加劑使用等方面加以改善。

原材料選擇

1.纖維原料優(yōu)化

選擇合適纖維種類:絕緣紙的柔韌性與纖維原料密切相關(guān)。天然纖維中,木漿纖維的長度和強度對柔韌性影響顯著。長纖維木漿能形成更緊密且有韌性的纖維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),增強絕緣紙的柔韌性。例如,針葉木漿纖維較長,可提高紙張的抗張強度和柔韌性。相比之下,短纖維的草漿柔韌性較差。因此,在生產(chǎn)絕緣紙時,應(yīng)優(yōu)先選用長纖維木漿,或適當(dāng)提高長纖維木漿在原料中的比例。

纖維預(yù)處理:對纖維原料進(jìn)行預(yù)處理,可改善其性能。例如,通過打漿工藝,使纖維分絲帚化,增加纖維之間的結(jié)合力。打漿度控制在適當(dāng)范圍,能提高紙張柔韌性。過度打漿會使纖維切斷過多,降低紙張強度和柔韌性;打漿不足則纖維結(jié)合力弱,紙張疏松易斷裂。一般絕緣紙的打漿度控制在3045°SR較為合適。

2.添加特殊纖維或填料

特殊纖維增強:添加一些特殊纖維,如芳綸纖維、玻璃纖維等,能顯著提高絕緣紙的綜合性能。芳綸纖維具有高強度、高模量和良好的柔韌性,加入適量芳綸纖維可在不降低絕緣性能的前提下,大幅提高絕緣紙的柔韌性和抗撕裂性。例如,在絕緣紙原料中添加5%10%的芳綸纖維,可有效改善其彎折性能。

功能性填料:某些功能性填料也有助于提高絕緣紙柔韌性。例如,納米級的滑石粉、高嶺土等,它們能填充纖維間的空隙,使紙張結(jié)構(gòu)更均勻,減少應(yīng)力集中點。在絕緣紙生產(chǎn)中加入適量的納米滑石粉,可提高紙張的柔韌性和表面平滑度,降低在彎折過程中因應(yīng)力集中而斷裂的風(fēng)險。

生產(chǎn)工藝優(yōu)化

1.濕法成型工藝改進(jìn)

優(yōu)化漿料濃度與成型速度:在濕法成型過程中,漿料濃度和成型速度對絕緣紙的結(jié)構(gòu)和性能有重要影響。漿料濃度過高,纖維分布不均勻,易導(dǎo)致紙張局部過厚或過薄,影響柔韌性;濃度過低則生產(chǎn)效率低,紙張強度下降。合適的漿料濃度一般控制在0.5%1.5%。同時,成型速度過快,纖維來不及均勻分布,會使紙張內(nèi)部結(jié)構(gòu)疏松,柔韌性變差;速度過慢則影響生產(chǎn)效率。應(yīng)根據(jù)設(shè)備和產(chǎn)品要求,合理調(diào)整成型速度,確保纖維均勻分布,形成緊密且有韌性的紙張結(jié)構(gòu)。

真空脫水與壓榨工藝:真空脫水和壓榨是濕法成型的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。真空脫水可去除多余水分,使纖維初步結(jié)合。適當(dāng)提高真空度,能更有效地脫水,增強纖維間的結(jié)合力,但過高真空度可能導(dǎo)致纖維過度壓縮,降低柔韌性。壓榨過程可進(jìn)一步排除水分,壓實紙張結(jié)構(gòu)。合理控制壓榨壓力和時間,既能提高紙張的密度和強度,又能保持一定柔韌性。例如,采用逐步增加壓榨壓力的方式,避免壓力過大使紙張變硬變脆。

2.干燥工藝調(diào)整

控制干燥溫度與速度:干燥過程對絕緣紙的柔韌性影響較大。干燥溫度過高、速度過快,會使紙張表面水分迅速蒸發(fā),內(nèi)部水分來不及遷移,導(dǎo)致紙張表面收縮過快,產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力,降低柔韌性。應(yīng)采用低溫慢速干燥方式,使紙張內(nèi)部水分均勻遷移,減少內(nèi)應(yīng)力產(chǎn)生。一般干燥溫度控制在80120℃,干燥速度根據(jù)紙張厚度和設(shè)備性能合理調(diào)整,確保紙張干燥均勻,保持良好柔韌性。

干燥方式選擇:不同干燥方式對絕緣紙柔韌性有不同影響。熱風(fēng)干燥是常見方式,但可能導(dǎo)致紙張兩面干燥不均,影響柔韌性。相比之下,紅外線干燥或微波干燥能使紙張內(nèi)部水分子快速振動產(chǎn)熱,干燥更均勻,可有效提高紙張柔韌性。采用紅外線干燥時,通過調(diào)整紅外線強度和照射時間,使紙張均勻受熱干燥,減少因干燥不均引起的應(yīng)力和變形。

后處理工藝改進(jìn)

1.化學(xué)處理

柔軟劑處理:使用柔軟劑對絕緣紙進(jìn)行處理,可有效提高其柔韌性。柔軟劑分子能滲透到纖維內(nèi)部,降低纖維間的摩擦力,使纖維更易滑動,從而增加紙張柔韌性。例如,采用陽離子型柔軟劑,將絕緣紙浸泡在一定濃度的柔軟劑溶液中,然后進(jìn)行干燥處理。柔軟劑濃度一般控制在0.5%2%,處理時間根據(jù)紙張厚度和設(shè)備情況確定,通常為1030分鐘。

表面活性劑處理:表面活性劑能降低紙張表面張力,改善紙張的潤濕性和柔韌性。例如,使用非離子表面活性劑,將其配制成一定濃度的溶液,通過涂布或浸漬方式處理絕緣紙。非離子表面活性劑濃度一般為0.2%1%,處理后紙張的柔韌性和抗水性都能得到一定程度提高。

2.物理處理

壓光處理:壓光可改善絕緣紙的表面平整度和柔韌性。通過壓光機對紙張施加一定壓力,使紙張表面纖維更加緊密排列,減少表面粗糙度,提高紙張的柔韌性和光澤度。壓光壓力一般控制在515MPa,根據(jù)紙張厚度和性能要求調(diào)整壓光次數(shù),一般為25次。

拉伸處理:對絕緣紙進(jìn)行適當(dāng)拉伸處理,能使纖維沿拉伸方向排列,增強紙張的柔韌性和抗張強度。在拉伸過程中,控制拉伸倍數(shù)和速度,避免過度拉伸導(dǎo)致紙張斷裂。一般拉伸倍數(shù)控制在1.11.3倍,拉伸速度根據(jù)紙張性質(zhì)和設(shè)備情況合理調(diào)整。

添加劑使用

1.增塑劑

作用原理:增塑劑能插入到絕緣紙的高分子聚合物鏈之間,削弱分子間的作用力,增加分子鏈的柔韌性和流動性,從而提高絕緣紙的柔韌性。例如,在絕緣紙生產(chǎn)過程中添加鄰苯二甲酸酯類增塑劑,可有效降低聚合物分子鏈間的相互作用,使紙張在彎折時分子鏈更易滑動,減少斷裂風(fēng)險。

添加量控制:增塑劑的添加量需嚴(yán)格控制,添加過少無法達(dá)到預(yù)期的增塑效果,過多則可能影響絕緣紙的其他性能,如絕緣性能、機械強度等。一般增塑劑的添加量為絕緣紙原料質(zhì)量的3%8%,具體添加量需通過實驗確定,以平衡柔韌性與其他性能要求。

2.抗氧劑與防老劑

性能保持:絕緣紙在使用過程中,可能因氧化和老化導(dǎo)致柔韌性下降。添加抗氧劑和防老劑能有效延緩氧化和老化過程,保持絕緣紙的柔韌性。抗氧劑可抑制自由基的產(chǎn)生和鏈?zhǔn)椒磻?yīng),防止高分子聚合物的氧化降解;防老劑能防止因光、熱、氧等因素引起的老化。例如,添加受阻酚類抗氧劑和苯并三唑類防老劑,可提高絕緣紙的耐老化性能,使其在長期使用中保持較好的柔韌性。

添加比例:抗氧劑和防老劑的添加比例一般為絕緣紙原料質(zhì)量的0.5%2%。根據(jù)絕緣紙的使用環(huán)境和預(yù)期壽命,合理調(diào)整抗氧劑和防老劑的種類和添加比例,確保在提高柔韌性的同時,滿足絕緣紙的其他性能要求。


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