纤维增强薄膜的制备与热封性能研究

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包装材料需具备阻燃、防火、阻水、阻气、质轻、柔韧等特殊性能,我国目前的包装膜材面密度较大、阻燃性和柔韧性较差,限制了其在航空航天领域的应用。本文采用干式层压法法和热压复合法制备了Nylon66/VMPET(Polyester aluminized film)/PVF(Polyvinyl fluoride)复合薄膜。研究了纤维束纤度、纤维网格面积、热压温度和热压压力对复合薄膜力学性能的影响;分析了Nylon66/VMPET/PVF复合薄膜增强结构和增强机理,解决了纤维束粘结剂不均匀问题,攻克了纤维束间距过小引起的粘结问题;研究了热封温度、热封时间和热封压力对复合薄膜热封剥离强度的影响,分析了复合薄膜热封微观机理;建立了基于MATLAB的复合薄膜热封强度的BP神经网络模型,对热封工艺参数仿真优化,成功制备出隔热隔声性能优良的纤维网格增强可热封复合薄膜。研究结果表明:(1)随纤维束纤度的增大和网格间距的减小,薄膜拉伸断裂强度不断增大;相较于基础膜,当纤维束为150D,网格间距为2.5mm时复合薄膜最大弹性力提高35%;(2)热封温度、时间和压力是形成良好热封口的必要条件,当热封温度145℃,时间10s,压力0.4MPa时复合薄膜的热封强度为11.91N/inch;(3)包覆复合薄膜后,相同温度下,导热系数降低了13%-16.4%,在3.15-6.3kHz频段内,隔声量提高了4.5-14dB;(4)BP神经网络数据仿真误差约为5%,确定出满足标准热封强度对应的工艺参数范围,为Nylon66/VMPET/PVF复合薄膜的实际应用提供指导意见;本课题研制的Nylon66/VMPET/PVF复合薄膜面密度约为66.76g/m~2,力学性能、热封性能和隔热隔声性能优异,可用于玻璃棉毡的封装,提升玻璃棉毡的绝热性能和服役性能。
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