李衛(wèi)衛(wèi) 張美云，* 楊 斌，* 劉佳偉 陸趙情 江 明 侯清中

（1.陜西科技大學輕工科學與工程學院，中國輕工業(yè)紙基功能材料重點實驗室，輕化工程國家級實驗教學示范中心，陜西西安，710021；2.煙臺民士達特種紙業(yè)股份有限公司，國家芳綸工程技術(shù)研究中心，山東煙臺，264006；3.寶雞科達特種紙業(yè)有限責任公司，陜西寶雞，722405）

間位芳綸紙（以下簡稱芳綸紙）是由間位芳綸短切纖維和間位芳綸沉析纖維經(jīng)濕法抄造成形制得的具有特定性能和用途的高性能特種紙基材料，結(jié)合了芳綸纖維本身優(yōu)異的耐高溫性能和化學穩(wěn)定性，具有優(yōu)異的電器絕緣性、良好的熱穩(wěn)定性、阻燃性和耐腐蝕性[1-4]；作為裝備工業(yè)的關(guān)鍵基礎(chǔ)材料，廣泛應(yīng)用于電氣絕緣、軌道交通、航空航天及國防軍工等領(lǐng)域[5-6]。由于芳綸紙中短切纖維和沉析纖維組分維度差異大、纖維之間僅存在簡單的物理搭接、分子鏈之間產(chǎn)生的氫鍵少，導致芳綸原紙結(jié)構(gòu)疏松，界面結(jié)合較弱。在實際應(yīng)用過程中，芳綸紙易出現(xiàn)滲膠、透膠等問題，限制了其在高精尖領(lǐng)域的應(yīng)用與發(fā)展[7]。與普通紙張一樣，在芳綸紙結(jié)構(gòu)中存在的大量孔隙結(jié)構(gòu)成為芳綸紙結(jié)構(gòu)薄弱點，導致其強度及其他指標均達不到使用要求，需要通過熱壓來提升紙張各項性能[8]。在一定的壓力和溫度下進行熱壓，可以使芳綸紙具有更加致密的結(jié)構(gòu)、更完善的結(jié)晶性能與更強的機械性能。但一方面，熱壓需要較高溫度，消耗大量能量，使芳綸紙成本升高[9]；另一方面，由于芳綸纖維本身為剛性分子鏈結(jié)構(gòu)，高溫高壓帶來的結(jié)構(gòu)致密化改善程度有限，且過高的壓力與溫度會導致紙張粘輥、損傷纖維強度性能等問題。

芳綸納米纖維（aramid nanofibers,ANFs）作為近年來開發(fā)的一種新型納米高分子纖維材料，既保留了常規(guī)宏觀對位芳綸纖維優(yōu)異的力學性能與熱穩(wěn)定性[10]；同時，由于獨特的納米尺度結(jié)構(gòu)、大的長徑比和比表面積，其具有宏觀芳綸纖維無法實現(xiàn)的復合增強效果，已成為構(gòu)建高性能復合材料極具應(yīng)用潛力的“增強構(gòu)筑單元”之一，起到重要的界面增強與材料增韌作用[11-12]。在納米復合材料增強領(lǐng)域，可顯著改善傳統(tǒng)宏觀芳綸纖維由于表面光滑、活性基團少、化學惰性強等缺陷所導致的基體界面結(jié)合力差、材料強度低等問題[13]。

本研究以ANFs作為自增強與結(jié)構(gòu)構(gòu)筑單元，比較了芳綸原紙及ANFs涂布紙在透氣度、吸水性、抗張強度、撕裂強度、耐熱性能等方面性能，研究了ANFs涂布對芳綸紙的增強效果。結(jié)果表明，ANFs利用其獨特的納米尺度結(jié)構(gòu)、大長徑比與高比表面積易形成交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢，可作為纖維橋聯(lián)網(wǎng)絡(luò)填充在纖維空隙和孔道中，起到界面填充與增強作用，顯著減小組分間空隙，使涂布紙張結(jié)構(gòu)更加致密化；顯著提升紙張各項性能，賦予紙張優(yōu)異的綜合性能以滿足實際應(yīng)用需求。

1 實 驗

1.1 實驗原料

間位芳綸短切纖維（長度6 mm）、對位芳綸短切纖維（長度8 mm）、間位芳綸沉析纖維（平均長度0.81 mm，打漿度35.5°SR），煙臺民士達特種紙業(yè)股份有限公司；十二烷基苯磺酸鈉（SDS），國藥集團化學試劑有限公司；聚氧化乙烯（PEO），阿拉丁試劑有限公司；二甲基亞砜（DMSO，99.5%）、氫氧化鉀（KOH），天津大茂化學試劑有限公司；試劑均為分析純。

1.2 實驗儀器

992304型標準漿料疏解機（咸陽通達輕工設(shè)備有限公司），ZQJ1-B-Ⅱ型紙樣抄取器（陜西科技大學造紙機械廠），TD11-H型紙頁壓榨機（咸陽通達輕工設(shè)備有限公司），V70型傅里葉變換紅外光譜儀（FTIR，德國布魯克Bruker公司），X射線衍射儀（XRD，德國布魯克Bruker公司），Vega 3 SBH型掃描電子顯微鏡（SEM，捷克TESCAN公司），Tecnai G2 F20 STWIN型場發(fā)射透射電子顯微鏡（TEM，美國FEI公司），STA449F-1053-M型同步熱分析儀（TG，德國耐馳儀器制造有限公司），AI-7000-NGD型伺服材料多功能高低溫控制試驗機（高特威爾（東莞）有限公司）。

1.3 實驗方法

1.3.1 芳綸短切纖維的處理

間位芳綸短切纖維和對位芳綸短切纖維按照文獻[14]中的方法用SDS溶液洗滌處理：將SDS溶解在60℃的水中并配置成濃度為1.2 mmol/L（臨界膠束濃度）的溶液，將短切纖維攪拌洗滌30 min，然后洗去表面的表面活性劑殘留并在105℃烘箱中干燥備用。

1.3.2 芳綸紙的抄造

本研究采用濕法抄造制備芳綸紙，間位芳綸短切纖維與間位芳綸沉析纖維質(zhì)量比1∶1，紙張定量45 g/m2。具體過程如下：將間位芳綸短切纖維加入疏解機，加入分散劑PEO（添加量為間位芳綸短切纖維質(zhì)量的0.12%），疏解10000轉(zhuǎn)；然后加入間位芳綸沉析纖維，疏解10000轉(zhuǎn)，得到均勻分散的漿料。將漿料倒入紙頁成型器中，氣泡勻漿，脫水，壓榨6 min，再經(jīng)干燥器105℃真空干燥8 min后，制備得到芳綸紙。

1.3.3 ANFs的制備

按照參考文獻 [15]中方法，用DMSO、H2O、KOH溶液和對位芳綸短切纖維制備不同質(zhì)量分數(shù)的ANFs溶液，其中DMSO與H2O的體積比25∶1，對位芳綸短切纖維與KOH的質(zhì)量比1.0∶1.5，最終制得質(zhì)量分數(shù)分別為1.0%、1.5%和2.0%的ANFs溶液。

1.3.4 ANFs涂布芳綸紙的制備

取適量ANFs溶液使用涂布棒在芳綸紙上勻速涂布，將一面涂布的芳綸紙浸泡在水中完成溶劑交換，使ANFs在紙表面和內(nèi)部發(fā)生質(zhì)子化還原，在4 h內(nèi)換水3次除去體系中殘留的DMSO和KOH，然后將紙張在105℃的抄片器中干燥10 min；對涂布紙張另一面重復上述操作，控制涂布量為2 g/m2，干燥后得到ANFs兩面涂布芳綸紙，并經(jīng)過熱壓得到ANFs涂布芳綸紙，熱壓溫度250℃，壓力100 kN/m，速度3 m/min[3]。未經(jīng)ANFs涂布的芳綸紙經(jīng)過相同條件熱壓得到芳綸原紙；將1.0%、1.5%和2.0%ANFs溶液涂布的芳綸紙分別命名為1.0%ANFs涂布芳綸紙、1.5%ANFs涂布芳綸紙和2.0%ANFs涂布芳綸紙。芳綸紙及ANFs涂布芳綸紙的制備過程如圖1所示。

圖1 芳綸紙及ANFs涂布芳綸紙制備過程示意圖Fig.1 Preparation process of aramid paper and ANFs coated aramid paper

1.4 材料性能表征

利用FT-IR對芳綸原紙、ANFs涂布芳綸紙的結(jié)構(gòu)進行表征。光譜掃描范圍500～4000 cm-1。

采用XRD對芳綸原紙、ANFs涂布芳綸紙進行結(jié)晶結(jié)構(gòu)分析。測試工作電壓為40 kV，工作電流為40 mA，掃描2θ范圍為5°～60°，掃描速度6°/min。

通過TEM觀察ANFs/DMSO溶液中ANFs的形貌，將制備的ANFs溶液進行稀釋然后滴加在通網(wǎng)上干燥后進行測樣，加速電壓為200 kV。

利用SEM表征芳綸原紙、ANFs涂布芳綸紙的表面形貌。將紙張剪成2 cm×2 cm尺寸的正方形，用導電膠將樣品固定于操作臺上，經(jīng)過離子濺射儀對其進行噴金處理后，采用二次電子模式觀察其表面形貌，加速電壓為10 kV。

采用TG對芳綸原紙、ANFs涂布芳綸紙的熱穩(wěn)定性進行分析，測試樣品質(zhì)量3～5 mg。測定條件：氮氣氛圍；溫度范圍30～800℃；升溫速率10℃/min。

通過伺服材料多功能高低溫控制試驗機在拉伸模式下測試紙張的應(yīng)力、應(yīng)變、斷裂強度和韌性。紙張測試規(guī)格15 mm×40 mm。測試條件為：拉伸速率5 mm/min，拉伸距離30 mm，傳感器50 kg，溫度（23±1）℃，所有樣品最終力學性能參數(shù)測量3次取平均值。

參照GB/T 22837—2008利用蠟棒法進行表面強度測定；參照GB/T 461.3—2005利用可勃法測定紙張在45 s的吸水性；參照GB/T 458—2008進行透氣度測定；參照GB/T 455—2002進行撕裂強度測定。

2 結(jié)果與討論

2.1 FT-IR分析

芳綸原紙及不同質(zhì)量分數(shù)ANFs涂布芳綸紙的FT-IR分析如圖2所示。從圖2可以看出，芳綸原紙及ANFs涂布芳綸紙峰形相似，出峰位置、峰型強度基本相同。其中3600～3800 cm-1處為酰胺鍵的N—H伸縮振動吸收峰。另外，由FT-IR圖可以明顯看出，芳綸原紙及ANFs涂布芳綸紙在1000～1700 cm-1范圍內(nèi)出峰較多且分布較密，其中，1650 cm-1附近為酰胺基的伸縮振動吸收峰以及C=O伸縮振動吸收峰；1520 cm-1左右為N—H彎曲耦合振動和C—N伸縮振動，1220～1390 cm-1處為苯環(huán)伸縮振動吸收峰[16]。由于芳綸大分子主鏈是由對二苯基與酰胺基相連接而成，故這些出峰位置與二者有關(guān)。

圖2 芳綸原紙與ANFs涂布芳綸紙的FT-IR圖Fig.2 FT-IR spectra of pristine aramid paper and ANFs coated aramid paper

2.2 XRD分析

芳綸原紙及不同質(zhì)量分數(shù)ANFs涂布芳綸紙的XRD分析如圖3所示。由圖3可知，芳綸原紙與ANFs涂布芳綸紙晶型結(jié)構(gòu)相似，均出現(xiàn)3種結(jié)晶峰。在芳綸原紙結(jié)構(gòu)中，間位芳綸短切纖維作為骨架材料，均勻分散在紙張中，決定著紙張的物理強度和機械性能；間位芳綸沉析纖維作為填充材料和黏結(jié)材料，在熱壓過程部分受熱軟化，通過黏結(jié)短切纖維及自身黏結(jié)作用形成整體力學結(jié)構(gòu)，賦予紙張整體強度和絕緣性能。ANFs經(jīng)過質(zhì)子化還原后填充在纖維內(nèi)部孔隙，在芳綸原紙表面形成一層致密的膜結(jié)構(gòu)，由于ANFs具有較高的結(jié)晶度，增大了分子鏈間的作用力，加強了紙張抵抗外力拉伸破壞的能力；結(jié)晶度的提高，使得分子鏈間連接越緊密，鏈間的自由空隙減少，鏈段的活動余地減少，分子間作用力增大，使ANFs涂布芳綸紙在性能上具有明顯的優(yōu)勢，機械、耐熱性能等各方面均得到提高。

圖3 芳綸原紙與ANFs涂布芳綸紙的XRD曲線Fig.3 XRD curves of pristine aramid paper and ANFs coated aramid paper

2.3 ANFs的TEM及紙張SEM分析

對位芳綸纖維分子鏈之間極強的相互作用力（大量的氫鍵形成的交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、π-π共軛以及范德華力）使其在KOH/DMSO中完成去質(zhì)子化周期長達7天，導致ANFs制備效率低（制備周期長達7天、反應(yīng)質(zhì)量分數(shù)低至0.2%）。因此，本課題組提出了質(zhì)子供體耦合去質(zhì)子化法，可顯著提升ANFs成纖效率，使其制備周期由傳統(tǒng)的7天縮短至4 h[17]。以水作為質(zhì)子供體加入KOH/DMSO體系中時，水作為KOH的優(yōu)良溶劑會優(yōu)先溶解KOH并減小其尺寸，從而提高了DMSO體系中有效堿的濃度，并增大KOH與芳綸纖維的接觸面積；另一方面，質(zhì)子供體的添加使已發(fā)生去質(zhì)子化的ANFs重新得到質(zhì)子，從而發(fā)生質(zhì)子化還原重新產(chǎn)生酰胺鍵，體系中的水與酰胺鍵重新形成氫鍵，從而與分子鏈之間的氫鍵形成了競爭，加速了芳綸纖維解離成ANFs；此外，隨著質(zhì)子供體添加量的增大，體系黏度不斷減小，促使宏觀芳綸纖維去質(zhì)子反應(yīng)正向進行，提高了芳綸纖維去質(zhì)子化程度，使得沿著纖維軸向的電荷密度增大，增大了聚合物鏈之間的靜電斥力驅(qū)動作用，更快地破壞芳綸纖維分子鏈之間的氫鍵交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，加快ANFs的成纖效率。通過質(zhì)子供體耦合去質(zhì)子化法得到的ANFs的TEM圖如圖4所示。從圖4可以看出，其長度為3～10μm，平均直徑12 nm，具有大的長徑比（>800）與高比表面積（65.2 m2/g），作為納米尺度的構(gòu)筑單元可表現(xiàn)出優(yōu)異的增強性能。

圖4 ANFs的TEM圖Fig.4 TEM images of ANFs

芳綸原紙及不同質(zhì)量分數(shù)ANFs涂布芳綸紙的SEM圖如圖5所示。芳綸原紙由短切纖維和沉析纖維混抄而成，沉析纖維表面分絲帚化明顯，微細纖維含量較多，具有較大的比表面積，而短切纖維提供了剛性骨架結(jié)構(gòu)。由圖5可以看到，芳綸原紙中短切纖維和沉析纖維交錯排列，二者相互纏繞，短切纖維作為骨架支撐，沉析纖維相互黏接，但由于芳綸原紙纖維之間結(jié)合不夠緊密，存在空隙結(jié)構(gòu)，經(jīng)過ANFs涂布并經(jīng)過質(zhì)子化還原，在芳綸原紙表面形成一層致密的ANFs膜，并且有部分ANFs滲透到紙張內(nèi)部，因此改變了芳綸原紙結(jié)構(gòu)本身較為疏松、空隙結(jié)構(gòu)明顯的特點。經(jīng)過ANFs涂布的紙張表面更加平整光滑，形成了更致密的結(jié)構(gòu)，改善了芳綸原紙本身存在的缺陷，增加了成紙緊度和致密程度，有利于改善紙張力學強度。

圖5 芳綸原紙與ANFs涂布芳綸紙的SEM圖Fig.5 SEM images of pristine aramid paper and ANFs coated aramid paper

2.4 熱重分析

芳綸原紙及不同質(zhì)量分數(shù)ANFs涂布芳綸紙的熱重分析結(jié)果如圖6、圖7及表1所示。由圖6及表1可知，芳綸原紙的起始分解溫度（Ti）為325.1℃，不同質(zhì)量分數(shù)ANFs涂布芳綸紙的起始分解溫度分別為333.5℃、429.1℃、434.5℃，與芳綸原紙相比，分別提高8.4℃、104.0℃和109.4℃；最大分解溫度（Tmax）分別為448.5℃、456.7℃、602.1℃和563.4℃（如表1及圖7所示）；達到終止分解溫度（Tf）后的最終殘余質(zhì)量分別為24.9%、55.9%、54.3%和64.8%。分析表明，ANFs涂布芳綸紙與芳綸原紙在熱穩(wěn)定性方面具有顯著差異，涂布后紙張的熱穩(wěn)定性得到顯著提升；一方面是由于對位芳綸纖維分子結(jié)構(gòu)更加規(guī)整，結(jié)構(gòu)難以破壞，熱分解溫度更高，另一方面，ANFs涂布芳綸紙結(jié)構(gòu)的致密性得到顯著提升，滲透在紙張內(nèi)部的ANFs使紙張結(jié)構(gòu)更加致密，表面的ANFs具有優(yōu)異的成膜性，ANFs膜的耐高溫性能使紙張的熱穩(wěn)定性提高[18]。因此，ANFs涂布芳綸紙可顯著改善芳綸原紙的熱穩(wěn)定性，從而促進芳綸原紙在更高耐溫領(lǐng)域的應(yīng)用。

表1 ANFs涂布芳綸紙TGA結(jié)果Table 1 TGA results of ANFs coated aramid paper ℃

圖6 芳綸原紙與ANFs涂布芳綸紙TGA曲線Fig.6 TGA curves of pristine aramid paper and ANFs coated aramid paper

圖7 芳綸原紙與ANFs涂布芳綸紙的DTG曲線Fig.7 DTG curves of pristine aramid paper and ANFs coated aramid paper

2.5 紙張力學性能分析

圖8及圖9分別為芳綸原紙及不同質(zhì)量分數(shù)ANFs涂布芳綸紙的應(yīng)力-應(yīng)變、斷裂強度及韌性圖。由圖8及圖9可知，芳綸原紙應(yīng)力33.1 MPa，應(yīng)變3.38%，不同質(zhì)量分數(shù)ANFs涂布芳綸紙的應(yīng)力分別為73.5 MPa、90.4 MPa和115.4 MPa，應(yīng)變分別為10.72%、16.52%和19.11%，與芳綸原紙相比，當以2.0%ANFs涂布芳綸紙，涂布量為2 g/m2時，紙張斷裂強度提高了3.5倍，韌性也有較大幅度的提升，提高了14.3倍。通過以上分析表明，經(jīng)ANFs涂布后芳綸紙的力學性能得到顯著提升，紙張韌性也得到了明顯的改善，表現(xiàn)出與普通材料強度增加而韌性降低相矛盾的特點，這主要得益于ANFs具有優(yōu)異的成膜性，ANFs質(zhì)子化還原之后在紙張表面形成的致密的交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)有利于應(yīng)力的傳遞與轉(zhuǎn)移，從而使ANFs涂布芳綸紙具有很強的強度與韌性，最終提升了芳綸原紙的整體性能。

圖8 芳綸原紙與ANFs涂布芳綸紙應(yīng)力-應(yīng)變曲線Fig.8 Stress-strain curves of pristine aramid paper and ANFs coated aramid paper

圖9 芳綸原紙與不同質(zhì)量分數(shù)ANFs涂布芳綸紙斷裂強度和韌性Fig.9 Ultimate strength and toughness of pristine aramid paper and ANFs coated aramid paper

圖10為芳綸原紙和不同質(zhì)量分數(shù)ANFs涂布芳綸紙撕裂強度圖。由圖10可知，芳綸原紙撕裂強度1019.9 mN，經(jīng)不同質(zhì)量分數(shù)ANFs涂布后紙張的撕裂強度分別達到1329.8 mN、1506.3 mN和2286.9 mN，與芳綸原紙相比分別提高了0.3倍、0.47倍和1.2倍。這是由于ANFs作為一種納米級的增強構(gòu)筑單元，能夠充分起到纖維之間黏結(jié)劑的作用，將纖維之間形成一種橋連結(jié)構(gòu)，使紙張的缺陷結(jié)構(gòu)得到改善，最終表現(xiàn)出優(yōu)異的撕裂強度。

圖10 芳綸原紙與不同質(zhì)量分數(shù)ANFs涂布芳綸紙撕裂強度Fig.10 Tear strength of pristine aramid paper and ANFs coated aramid paper

2.6 透氣度、表面強度、吸水性分析

圖11為芳綸原紙及ANFs涂布芳綸紙在透氣度、吸水性以及表面強度的對比結(jié)果。由圖11可知，芳綸原紙透氣度為0.020μm/（Pa·s），經(jīng)ANFs涂布后紙張透氣度達到檢測下限0.003μm/（Pa·s），表面強度由芳綸原紙的16 A提高至2.0%ANFs涂布芳綸紙的23 A（以臨界蠟棒強度級號來表示），提高1.4倍，吸水性由5.6 g/m2下降至0.3 g/m2，下降18.7倍。芳綸原紙由于纖維之間結(jié)合不緊密，透氣度、吸水性較高，ANFs涂布芳綸紙間的孔隙被ANFs填充，紙張結(jié)構(gòu)更緊密，因此涂布后紙張的各項性能得到顯著提升。

圖11 紙張?zhí)匦苑治鯢ig.11 Analysis of paper characteristics

2.7 ANFs涂布芳綸紙增強力學性能機理分析

由于ANFs與芳綸原紙結(jié)構(gòu)與組成的高度同源性，及其獨特的納米尺度形態(tài)、高長徑比和比表面積等特性，ANFs增強芳綸紙的機理如圖12所示。在芳綸原紙內(nèi)部結(jié)構(gòu)中，由于短切纖維與沉析纖維間結(jié)合疏松，在紙張內(nèi)部結(jié)構(gòu)中存在孔隙和缺陷，經(jīng)ANFs涂布后芳綸原紙疏松的結(jié)構(gòu)變得高度致密化、且空隙和孔道顯著減少[19]。相比于傳統(tǒng)宏觀與微觀尺度的芳綸短切和沉析纖維，納米形態(tài)的ANFs在單位面積上具有更多的活性基團。除了短切、沉析纖維等組分間形成氫鍵結(jié)合外，ANFs可與上述具有維度差異的組分之間形成大量的多重氫鍵作用，其在短切纖維、沉析纖維之間充當著“架橋”的作用。當芳綸原紙受到一定的應(yīng)力作用時，多重氫鍵作用能夠不斷發(fā)生斷裂與重組，從而實現(xiàn)“界面滑移”增韌，應(yīng)力在納米纖維網(wǎng)絡(luò)間可有效傳遞與轉(zhuǎn)移。此外，在宏觀尺度上，ANFs在芳綸原紙中充分發(fā)揮了其表面活性高、長徑比與比表面積大、分散性好等優(yōu)勢，通過架橋、填充與包覆等作用形式與短切、沉析纖維有效結(jié)合；各級維度的纖維分工協(xié)作，優(yōu)化各級尺度的界面結(jié)合狀態(tài)，形成了鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，有利于應(yīng)力傳遞與轉(zhuǎn)移，從而顯著提升了芳綸原紙的綜合性能。

圖12 ANFs涂布芳綸紙增強力學性能機理圖Fig.12 Mechanism of ANFs coated aramid paper to improve its mechanical properties

3 結(jié) 論

本研究以芳綸納米纖維（ANFs）作為自增強與結(jié)構(gòu)構(gòu)筑單元，研究了ANFs涂布對芳綸原紙的增強效果，并闡述了ANFs多尺度界面增強增韌機理。

3.1 ANFs發(fā)揮了獨特的納米尺度結(jié)構(gòu)、大長徑比與高比表面積易形成交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢，顯著改善了芳綸原紙的各項性能。

3.2 與芳綸原紙相比，2.0%ANFs涂布芳綸紙（涂布量2 g/m2）斷裂強度、韌性、撕裂強度和表面強度分別提高3.5倍、14.3倍、1.2倍和1.4倍，吸水性下降18.7倍，呈現(xiàn)出更加致密的紙張結(jié)構(gòu)與更加優(yōu)異的力學性能。

3.3 芳綸納米纖維是一種極佳的增強增韌構(gòu)筑單元，在特種紙、復合材料增強等領(lǐng)域應(yīng)用前景廣闊。

3.4 芳綸納米纖維涂布可以顯著提高紙張的致密程度，改善紙張微觀結(jié)構(gòu)；芳綸納米纖維充分發(fā)揮了表面活性高、長徑比與比表面積大、分散性好等優(yōu)勢，可與其他纖維組分形成多重氫鍵，而且芳綸納米纖維之間形成的三維交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)有利于應(yīng)力的傳遞與轉(zhuǎn)移，實現(xiàn)芳綸紙的增韌效果；此外，芳綸納米纖維通過架橋、填充與包覆等作用形式與纖維組分有效結(jié)合，各級維度的纖維分工協(xié)作，優(yōu)化了各級尺度的界面結(jié)合狀態(tài)，形成了鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，從而顯著提升了芳綸紙的綜合性能。