芳綸紙材料的優異性能,使得它的用途非常廣泛。
1.芳綸紙:具備高強度、耐高溫、阻燃等性能
芳綸紙又名“聚芳酰胺纖維紙”,是以芳綸短纖維和芳綸沉析纖維為造紙原料,斜網抄造濕法成型,再經熱壓成型制得。 芳綸紙具有良好的絕緣性和抗老化性能,是一種非常特殊的新型的高科技合成材料。芳綸紙的特點是具有高強度、 低變形、耐高溫、耐化學腐蝕、阻燃、優良的電絕緣性、化學性質極其穩定、使用壽命很長。它的強度大概是鋼絲 的 5-6 倍,韌性是鋼絲的 2 倍,而質量只是鋼絲的五分之一左右。最早出現的芳綸紙是上世紀六十年代由美國杜邦 公司研發成功的 Nomex 紙,它用 Nomex 短纖維和芳綸漿粕作為原料,采用斜網抄造濕法成形制得。美國杜邦公司先 后開發了不同的 Nome 紙,常用型號有:T410(熱軋的絕緣用紙)、T411(T410 未經熱軋的原紙)、T412(蜂窩用紙)、 T414(與 T410 不同熱軋工藝的絕緣用紙)。日本帝人公司推出了具有高度阻燃性的 ConexFR 以及耐氣候性很好的 ConexL 等改良品種,間位芳綸 Teijinconex、對位芳綸 Technora 和 Twaron、耐火纖維 Pyronmex 等纖維材料。我國 直到 1972 年才開始對芳綸進行研究,在 1981 年通過了對芳綸 1313 的鑒定,在 1985 年通過了對芳綸 1414 的鑒定。 近些年來,我們國家也一直致力于對芳綸纖維材料、芳綸紙的研發。隨著高鐵、飛機、航空母艦的發展,芳綸紙的 市場越來越廣闊。
2.芳綸紙用途:廣泛應用于國防軍工、航空航天、民用等領域
芳綸紙材料的優異性能,使得它的用途非常廣泛。目前世界很多國家都將其廣泛用于國防軍工、航空航天、民用等 領域。對于芳綸紙的運用主要按照其特性展開。利用芳綸紙質量輕、強度高、耐高溫的特點,芳綸紙可以用作防彈 衣、防熱服、火箭、航空飛機等。利用芳綸紙隔熱、防火、吸聲好的特點,其可用作大型飛機、磁懸浮、高鐵、地 鐵等交通工具以及屋頂保溫隔熱、室內保溫吸聲防火等。利用芳綸紙寬頻透波性好、質量輕、強度高的特點,可采 用以芳綸紙為芯材的蜂窩結構復合材料制作隱身材料,可以有效躲避敵方雷達的探測,提高飛行器的生存力和戰斗 力。此外,輪胎業也開始大量使用芳綸簾線來減輕重量、減少滾動阻力。

3.絮聚現象為制備芳綸紙中重要問題
芳綸紙基材料是以芳香酰胺纖維為原料,利用濕法成形的技術進行紙頁抄造,再經熱壓成形制得的片狀復合材料。 目前,芳綸紙基材料多由芳綸短切纖維和芳綸漿粕組成,芳綸短切纖維作為骨架材料,而芳綸漿粕則起到填充和黏 結的作用,將纖維與纖維之間連結在一起。制作芳綸紙的一大問題在于絮聚現象的產生,其主要原因在于芳綸纖維中含有的酰胺基團(-CONH2)的極性要比-OH 的極性小很多,疏水性強以及芳綸纖維的密度比水的密度大。絮聚現象 的產生會影響芳綸紙的抄造及其物理性能。除此之外,芳綸纖維自身的形態參數以及與液體相關的纖維表面的 Z-電 位也會影響芳綸成紙的性能。要減少纖維間的絮聚,可以進行適當的湍流以有效破壞纖維形成網狀結構。此外。還 可以通過在漿料體系中加入陰離子表面活性劑、增加纖維比表面積,使表面更加粗糙、進行超聲波處理等方式減少 絮聚現象的產生,從而提升芳綸紙的性能。
4.下游芳綸紙需求強勁,國產芳綸紙不斷研發突破
(1)芳綸紙產業鏈:對位芳綸紙性能更優,下游應用于電氣絕緣+蜂窩材料領域
芳綸紙分為間位芳綸紙和對位芳綸紙,下游應用于電氣絕緣+蜂窩材料領域。從產業鏈的角度出發,在產業鏈上游, 芳綸紙根據其的基材不同,可以分為間位芳綸紙和對位芳綸紙。與間位芳綸紙相比,對位芳綸紙在比強度、比模量、 耐濕熱和抗撕裂強度等性能方面具有明顯的優勢;在產業鏈下游,芳綸紙主要應用于電氣絕緣和蜂窩材料等兩個領 域。
(2)我國芳綸紙下游需求以電氣絕緣為主,與國外顯著不同
我國芳綸紙下游需求以電氣絕緣為主,與國外顯著不同。從芳綸紙行業的下游需求結構來看,據統計,2018 年全球 芳綸紙需求中,蜂窩芯材占比為 34%,而電氣絕緣領域的需求占比為 64%。與全球的消費結構相比,2020 年我國芳綸 紙需求中,電氣絕緣占比高達 90.76%,而蜂窩結構材料及其他復合材料的消費僅占 9.24%。 目前,我國芳綸紙在電氣絕緣領域應用的具體產品主要包括干式變壓器、機車牽引電機、礦山井下電機、微波爐變 壓器等。從干式變壓器行業產量來看,近年來我國干式變壓器產量基本保持穩定態勢。據統計,2019 年我國的干式 變壓器產量約為 2.73 億千伏安。然而,由于受到新冠疫情的影響,預計 2020 年中國的干式變壓器產量將下降至 2.52 億千伏安。
