芳纶浆粕技术指标的分析刘克杰，王凤德，彭涛（中蓝晨光化工研究设计院有限公司，四川成都610041）浆粕是一种表面及端部都存在大量毛绒状微细纤维的特殊纤维，它是纤维长丝的一种差别化产品。浆粕一般按照纤维化学成分进行分类，种类有涤纶浆粕、腈纶浆粕、黏胶浆粕、芳纶浆粕等。其中芳纶浆粕以其卓越的力学性能和耐热性能在市场上最受亲睐，使用领域越来越广，市场前景也越来越好。芳纶浆粕由美国Dupont公司于20世纪80年代初期在芳纶长丝基础上开发成功，随后实现产业化。研究结果表明，芳纶浆粕是替代石棉材料的最佳产品。后来随着摩擦材料市场的发展和石棉在欧美各国逐渐被禁止使用[1]，芳纶浆粕得到广泛的普及使用。随着对芳纶浆粕应用研究的深入开展，其市场应用领域也越来越宽阔，除了摩擦材料之外，还广泛用于制造密封材料、增强材料、改性材料、特种纸品及蜂窝芯材等各种新材料。迄今为止，国际上对芳纶浆粕并没有统一的技术指标要求。对芳纶浆粕品质好坏的判断，仍主要依靠检测其下游制品性能进行评价。本文就目前芳纶浆粕技术指标的分析表征技术进行了讨论。分为3种方法：①纺丝切割法，即聚合、纺丝、切割、微纤化的工艺路线；②纺丝成形短纤法，即通过喷丝板纺丝成形但又不需要切割工序的直接形成芳纶短纤维的方法；③低温溶液缩聚法，即不需要通过喷丝板成形，树脂在有机极性溶剂中通过高速搅拌或其它方法直接形成浆粕的制备技术。其中，第一种方法是目前商品浆粕(Pulp)的主要生产路线；第三种方法主要是生产沉析纤维(Fibrid)采用的技术；第二种方法则既可用于制造Pulp，也可用于制造Fibrid。纺丝切割法最早是DuPont公司应用于工业化生产芳纶Ⅱ浆粕的生产技术，这种技术综合采用了纤维制造和造纸制浆的生产技术。通过将聚合反应得到的芳纶树脂溶于浓硫酸形成液晶溶液，采用干湿法纺丝制成长纤维，然后将长纤维短切后于水中分散，通过叩解磨浆，使纤维高度微纤化后得到芳纶浆粕。芳纶的商品浆粕的技术指标由于目前国际上对芳纶的商品浆粕没有统一标准要求，所以现在各大公司的市售芳纶浆粕指标体系均不尽相同。当前，国际上主要生产与销售芳纶浆粕产品的有美国Dupont公司、日本Tei激n公司、韩国Kolon公司，他们向终端用户提供的浆粕指标参数与指标值各有区别。其中Dupont公司与Tei激n公司的芳纶商品浆粕指标见表1与表2。2芳纶浆粕制备技术芳纶浆粕制备技术[2]按照其生产工艺不同通常1收稿日期：2014-04-04修回日期：2014-10-09作者简介：刘克杰(1973—)，男，汉族，四川简阳人，硕士，研究方向为芳纶特种纤维的研发。摘要：在芳纶浆粕的3种主要制备方法基础上，分析了Dupont与Tei激n两家公司的商品浆粕的技术指标，然后分别对芳纶浆粕的7种指标——表面形貌、比表面积、长度及其分布、抓附力、滤水性能、保水值和比浓对数黏度进行了分析讨论。最后指出：芳纶浆粕最重要的技术指标是比表面积和纤维长度及其分布，以及由两者综合决定的浆粕有效比表面积。关键词：芳纶；浆粕；技术指标；分析方法：TQ342.72文献标志码：A：1001-7054(2014)10-25-0426合成纤维SyntheticFiberinChina2014年第43卷第10期表1Dupont芳纶浆粕指标常用气体吸附比表面积测试法(BET)测试浆粕比表面积[3]。放到气体体系中的芳纶浆粕，其干条纤维和所有微细纤维的表面在低温下会发生物理吸附，比表面积越大，吸附气体体积越大。当吸附达到饱和时，测量饱和吸附压力和吸附的气体体积，根据BET方程式求出试样单分子层饱和吸附体积，计算出试样的比表面积。纤维比表面积是浆粕的一项重要技术指标。不同制备工艺得到的芳纶浆粕的比表面积不同。芳纶浆粕的比表面积与浆粕的打浆度、保水值有一定的相关性，三者的变化规律一致。因此，在实际控制中可以通过测试打浆度和保水值来间接控制芳纶浆粕的比表面积。3.3浆粕长度及其分布纤维长度及其分布是浆粕的另一项重要技术指标。芳纶浆粕长度呈一定的分布，通常浆粕长度分布在0.1~3mm，平均长度1～2mm，长径比为60～120。纤维长度太长将会造成浆粕比表面积减小并且在应用时难以均匀分散；纤维长度太短则会减弱浆粕的抓附力。通常采用纤维质量分析仪(KajaaniFS...