高性能纤维纸基功能材料
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一张超薄“纸”守护高铁“心脏”——记高云母掺量耐电晕芳纶复合材料制备关键技术与应用
中国化工报· 2025-12-15 03:08
文章核心观点 - 由陕西科技大学、泰和新材集团股份有限公司、陕西帕若德新材料科技有限公司等联合完成的“高云母掺量耐电晕芳纶复合材料制备关键技术与应用”项目,突破了高性能芳纶云母绝缘纸的产业化核心技术,实现了国产高端纸基耐电晕绝缘材料从技术封锁到国际领先的跨越,并成功应用于高速列车、核电、特高压等国家重大工程[2][3][8][10] 科技成果与获奖情况 - 2024年度陕西省科学技术奖石油和化学工业领域共有28项成果入选,其中一等奖10项、二等奖6项、三等奖12项[1] - “高云母掺量耐电晕芳纶复合材料制备关键技术与应用”项目荣获陕西省科学技术进步奖一等奖[2] - 该项目通过近10年科研攻关,突破了云母含量高达50%的芳纶云母绝缘纸产业化核心关键技术,达到国际领先水平,填补了国内空白[2] 技术突破与创新细节 - 项目攻克了有机无机高密度差浆料系统难分散、高掺量云母芳纶纤维体系难共容等“卡脖子”技术瓶颈[5] - 发明了机械力活化耦合化学改性技术,使云母片层表面由疏水变为亲水,改善了其分散性及与芳纶纤维的亲和力[7] - 开发了微纳芳纶纤维可控细纤化技术,并对芳纶纤维进行微观结构重塑[7] - 创新设计分层成形及云母梯度分布控制技术,使云母留着率从不足50%跃升至85%以上,稳定制备出云母含量达50%的高性能均匀复合纸材[7] 产品性能与优势 - 新型芳纶云母复合绝缘纸与国外公司同类顶级产品相比,抗张强度提升42%,介电强度提升35%,耐电晕寿命延长超22%[8] - 产品中云母含量可在30%至50%范围内灵活调控,满足不同场景的定制化需求[8] - 该材料被喻为高铁牵引系统的“隐形铠甲”,厚度不足1毫米,需长期耐受超过180℃高温、承受高频电磁振动并抵御高压电场的电晕侵蚀[1][3] 应用领域与市场价值 - 芳纶纸基功能材料被列入国家“先进轨道交通行业急需新材料”,每节CRH450高速列车车厢的16组牵引电机,每组都需要精密敷贴约5平方米的芳纶纸[3] - 产品已成功应用于国产CRH高速列车牵引电机、核电站关键电气设备、特高压直流输电等国家重大工程和高端装备领域[10] - 产品出口美国、俄罗斯、芬兰等国,成为ABB、西门子等国际知名企业的供应商[10] - 技术开发期间累计获授权发明专利56件,参与制定国家标准4件[10] 产业化与产业链建设 - 自2017年以来,技术在相关企业建成云母芳纶绝缘纸、高纤化芳纶浆粕、芳纶云母缆芯包带专用生产线,打通了从关键原材料到终端产品的产业链[10] - 该成果全面提升了我国新一代轨道交通、航空航天、能源电力等领域特种纸基功能材料的自主保障能力[10]