硅酸鋁纖維及其成紙結(jié)構(gòu)和性能的研究.pdf

1、本文對(duì)硅酸鋁纖維及其硅酸鋁纖維紙的結(jié)構(gòu)和性能進(jìn)行了研究。通過(guò)對(duì)硅酸鋁纖維原料進(jìn)行研究分析得出：硅酸鋁纖維中渣球含量為35.91％，渣球含量較高，在使用時(shí)必須先對(duì)纖維原料進(jìn)行預(yù)處理；硅酸鋁纖維在室溫25℃、相對(duì)濕度65%的條件下的吸水率較小，僅為0.044%；硅酸鋁纖維的Zeta電位為-26.60mV；采用SEM對(duì)硅酸鋁纖維的微觀形貌進(jìn)行觀察，發(fā)現(xiàn)硅酸鋁纖維呈圓柱形，表面非常光滑；硅酸鋁纖維具有優(yōu)良的抗化學(xué)腐蝕性，尤其是耐酸腐蝕；傅立葉紅

2、外光譜顯示，Si-O-Si的對(duì)稱伸縮振動(dòng)吸收峰分裂較差，推測(cè)纖維中含有較多的非橋氧鍵，存在Al替代Si進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)四面體，同時(shí)還可能存在著Fe與Si、Fe與Al等之間的取代。
　　本文針對(duì)如何改善硅酸鋁纖維的分散性進(jìn)行了深入研究。探索了硅酸鋁纖維分散所需的最佳漿濃和最佳疏解時(shí)間，確定了分散纖維的最基本條件：漿濃0.4%，疏解時(shí)間4min；為了進(jìn)一步提高硅酸鋁纖維的分散性，分別研究了水溶性高分子APAM、CMC、PEO，無(wú)機(jī)電解質(zhì)六偏磷

3、酸鈉和陰離子表面活性劑LAS、SDS作為纖維分散劑，以及CS對(duì)硅酸鋁纖維表面改性對(duì)纖維分散性的影響。結(jié)果表明，添加分散劑均可改善硅酸鋁纖維的分散效果，相比無(wú)機(jī)電解質(zhì)六偏磷酸鈉，水溶性高分子的分散效果較好，最佳用量為0.3～0.4%（對(duì)絕干漿）；使用陰離子表面活性劑時(shí)，SDS的效果要遠(yuǎn)遠(yuǎn)好于LAS，SDS的最佳用量為8%；采用正交實(shí)驗(yàn)探討了CS用量、反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間對(duì)硅酸鋁纖維沉降體積的影響，通過(guò)正交實(shí)驗(yàn)，得出改性的最佳方案為反應(yīng)溫度4

4、0℃，反應(yīng)時(shí)間40min，CS用量：1%(對(duì)絕干漿)，在以上條件下制備的改性硅酸鋁纖維在水中具有良好的分散效果；對(duì)改性前后的硅酸鋁纖維進(jìn)行紅外光譜分析，結(jié)果表明，CS對(duì)硅酸鋁纖維的改性屬于物理包覆。研究了添加水玻璃、鋁溶膠、PAC（聚合氯化鋁）三種無(wú)機(jī)膠黏劑，CMC、PVA、CS三種有機(jī)膠黏劑和添加無(wú)機(jī)纖維海泡石、有機(jī)纖維PVA，對(duì)硅酸鋁纖維紙強(qiáng)度的影響。研究顯示，無(wú)機(jī)膠黏劑中，鋁溶膠粘結(jié)強(qiáng)度最高，最佳用量為30%，鋁溶膠耐高溫性很好，

5、在900℃時(shí)的燒失率僅為1.56%，采用SEM對(duì)用鋁溶膠制備的紙頁(yè)結(jié)構(gòu)進(jìn)行觀察，觀察到鋁溶膠以分散的點(diǎn)狀存在于纖維間，這種存在形式有利于改善硅酸鋁纖維紙的柔韌性；有機(jī)膠黏劑中，CMC的增強(qiáng)效果最好，當(dāng)用量為25%時(shí)，可使紙張具有很好的操作強(qiáng)度和使用強(qiáng)度，并進(jìn)一步對(duì)其使用的溫度范圍進(jìn)行了研究，得出CMC可在300℃的高溫環(huán)境中使用；海泡石纖維具有“保水”能力，當(dāng)海泡石纖維替代硅酸鋁纖維的量為30%時(shí)，抗張強(qiáng)度提高幅度最大； PVA纖維可顯

6、著提高硅酸鋁纖維紙的物理強(qiáng)度，但應(yīng)嚴(yán)格控制其添加量，最佳用量為3%～4%，抗張強(qiáng)度可達(dá)到1.5 N·m/g，用量過(guò)大會(huì)造成粘缸，影響正常生產(chǎn)；對(duì)比了PVA纖維和PVA溶液作為膠黏劑的使用效果，結(jié)果顯示，PVA纖維效果好于PVA溶液，可替代PVA溶液用于生產(chǎn)硅酸鋁纖維紙，并對(duì)兩者作為膠黏劑成紙的紙頁(yè)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了對(duì)比分析；研究了纖維配比對(duì)成紙強(qiáng)度的影響，并優(yōu)化出最佳配比，即當(dāng)硅酸鋁纖維、PVA纖維和海泡石纖維的質(zhì)量比為90：4：6時(shí)，紙張的抗