材料；湿法加工；干法加工
中图分类号：TS761.2；TS174.5 文献标志码：A
Production and Applications of High Performance Fiber-made Paper
Abstract： Recently， high-performance fiber-made paper has become a hot research topic thanks to its high technological content， wide applications and high added value. At present， the most commonly used high-performance fibers for paper-making include aramid fiber， carbon fiber， polyimide fiber， poly （p-phenylenebenzobisoxazole） （PBO） fiber， polybenzimidazole （PBI） fiber， silicon carbide fiber， polytetrafluoroethylene （PTFE） fiber， basalt fiber， etc. The paper can be made with either wet processing method or dry processing method. The article introduces the latest developments in the research， production and applications of high performance fiber-made both at home and abroad and analyzes the research emphasis in the future.
Key words： high performance fiber-made paper； aramid fiber； carbon fiber， composite material； wet processing； dry processing
随着科技进步和社会的飞速发展，普通纸张已不能满足诸多生活跟生产的需求。人们开始追求技术含量高、用途广、附加值高的纸张，高性能纤维纸在这种需求下应运而生，成为研究的热点。本文就高性能纤维纸的制备及用途等进行了简明扼要的阐述与概括。
1 高性能纤维纸的制备
高性能纤维纸是指相别于普通纸张、具有特殊的纸张结构，或包含特殊的原料、助剂、涂层等，可用作绝缘、导电、耐热、阻燃、隔热、耐腐蚀、耐化学试剂等特殊领域的纸张。高性能纤维纸针对性和专用性很强，在电子电气、航空航天、军事科技、工业生产和日常生活中用途广泛。
目前常见的用于制备高性能纤维纸的原料有芳纶、碳纤维、聚酰亚胺纤维、聚对苯撑苯并二噁唑纤维（PBO）、聚苯并咪唑纤维（PBI）、碳化硅纤维、聚四氟乙烯纤维、玄武岩纤维等。加工方法主要分为湿法与干法两种：（1）湿法成形是将短纤维原料、粘结剂（热固性的树脂或是粘合性高的树脂等）加入纸浆中，湿法抄造成形后经热轧工艺制备而成。成纸性能的主要影响因素包括纤维粗细、长度、纤维表面粗糙程度、纤维表面活性基团、分散剂、纸浆、粘结剂、热轧温度、纸厚度等；（2）干法成形工艺则比较简单，它是利用气流或梳理成网的工艺，首先将原料纤维与粘合剂（热塑性、热固性粘合剂）均匀地铺设成网，制成厚度可控、均匀的非织造布，再经过轧光机热轧、热风穿透干燥工艺制得高性能纤维纸。
1.1 芳纶纸
芳纶纸，学名聚芳酰胺纤维纸，主要由沉析纤维和短切纤维按一定比例混合打浆后抄造热轧而成。它不但具有优良的物理机械性能，还具有较好的热稳定性、阻燃性、电绝缘性和耐辐射性，是航空、航天、国防、电子、通讯、环保、化工和海洋开发等领域中的重要基础材料。
芳纶纸由美国杜邦公司于1960 年研制成功，主要是以芳纶1313为主要原料的Nomex？系列和以芳纶1414为主要原料的Kevlar？系列。2014年杜邦帝人先进纸（日本）有限公司申请了关于导电芳纶纸及其制备方法的专利，专利主要介绍的导电性芳纶纸，包含芳纶短纤维、芳纶沉析纤维以及含导电性填料的导电性芳纶纸，其抄造的芳纶纸密度为0.45 ～ 1.10 g/cm3、拉伸强度为2.5 kN/m以上、表面电阻率为10 ～ 500 Ω·m，所制备的导电性芳纶纸具有良好的抗静电功能。
芳纶及芳纶纸的核心制备技术被美国杜邦、日本帝人等少数公司长期垄断，国内自20世纪80年代开始做跟踪研究，其中烟台泰和新材料股份有限公司（原烟台氨纶）联合东华大学经过不断技术攻关，分别于2004年和2008年实现了芳纶1313和芳纶纸的产业化生产，其芳纶和芳纶纸的综合性能达到杜邦和帝人等大公司产品性能的70% ～ 80%。近年来国内外研究学者们对芳纶纸进行了大量研究。
衡沛之等在芳纶合成纸的研制过程中，发现采用 6 ～6.8 mm的芳纶短纤维，并添加聚酯纤维和沉析纤维，在普通的1092型圆网纸机上生产试制出了主要物理强度指标达到或超过杜邦同类纸种要求的芳纶纸。除此之外，杨斌在研究芳纶纸时，控制短切纤维长度在 5 mm左右，利用十二烷基苯磺酸钠（LAS）对芳纶短切纤维进行预处理以增强纤维表面润湿状态，上网浆料采用超低浓度成形，加入质量分数为0.5%的PEO作为分散剂，芳纶浆粕纤维含量为70%时，成纸抗张强度和撕裂强度均达最佳值。