芳纶纸因其优异的机械、化学、电气和物理性能,成为一种革命性新材料,是军工、通讯、交通、电气等领域的基础材料和结构材料,市场前景非常广阔。但国产芳纶纸强度性能处于中低端水平,不能满足高端领域的严苛环境的使用要求,主要问题表现在纸张的力学性能及介电性能较低。针对以上问题,本文采用纳米Si O2和纳米Al2O3对芳纶纸的力学性能和介电性能进行增强。采用超声波分散和分散剂分散相结合的方式,确定出两种纳米粒子的分散工艺;将稳定分散的各种纳米粒子加入到芳纶纸中,研究了其添加对芳纶纸力学性能、介电性能、结晶性及热性能的影响;优化出最佳的含纳米粒子的芳纶纸热压工艺;为提高纳米粒子与芳纶纤维间的界面相容性,对纳米粒子进行硅烷偶联剂改性,探究偶联剂与纳米粒子的配比及改性纳米粒子添加量对芳纶纸力学性能及介电性能的影响。纳米粒子的分散程度对芳纶纸性能有重要影响。采用分散剂分散和超声波分散相结合的方式,确定纳米Si O2的最佳分散工艺为分散浓度0.1%,超声时间30min,超声功率400W,分散剂十二烷基苯磺酸钠用量2%;确定纳米Al2O3的最佳分散工艺为分散浓度0.4%,超声时间30min,超声功率400W,分散剂聚丙烯酸钠用量2.5%。采用光学显微镜、SEM对芳纶纤维和浆粕进行观察,并对芳纶浆粕进行筛分分析和Mor Fi形态分析。结果表明芳纶纤维表面存在沟槽和皱褶,芳纶浆粕呈飘带状,表面细纤化程度较高。芳纶浆粕的筛分结果表明其组分主要分布在50-200目之间,浆粕整体较细碎,这可能对纳米粒子的留着有利。芳纶浆粕的数均长度和重均长度分别为0.466mm和0.609mm,说明整体长度分布不均一。两种纳米粒子的添加量对芳纶纸性能的影响研究结果表明,纳米Si O2添加量为15%时,芳纶纸的抗张指数提高了29.63%,介电强度提高了48.82%,撕裂指数和紧度的变化不明显。纳米Si O2的添加使得芳纶纸的结晶度有所降低,但对芳纶纸的热性能没有影响。纳米Al2O3添加量为4%时,芳纶纸的抗张指数提高了18.57%,撕裂指数提高了17.10%,介电强度提高了40.14%,紧度基本不变。另外,纳米Al2O3的添加使得芳纶纸的结晶度有所提高;且纳米Al2O3添加量为6%的芳纶纸的初始热分解温度较未添加时提高了30℃。热重分析结果表明,阳离子聚丙烯酰胺的添加会提高纳米Si O2粒子在芳纶纸中的留着率,对纳米Al2O3的留着基本没影响。对添加两种纳米粒子及未添加纳米粒子的芳纶纸进行红外光谱检测,结果表明三者的红外谱图无区别,说明纳米粒子与芳纶纤维间可能是物理结合。对含两种纳米粒子的芳纶纸的热压工艺进行了优化,确定纳米Si O2添加量为15%的芳纶纸,其最佳热压条件为预热时间20s,热压时间1.5min,热压压力15MPa,热压温度250-260℃;纳米Al2O3添加量为4%的芳纶纸,其最佳热压工艺条件为预热时间40s,热压时间1.0min,热压压力15MPa,热压温度260℃。最后,为提高纳米粒子与芳纶纸间的界面相容性,采用硅烷偶联剂KH-550对两种纳米粒子进行表面改性。改性后,纳米Si O2的粒径不断减小,改性纳米Si O2分散液的离心稳定级数为3级,比未改性时有所提高;改性纳米Al2O3的粒径有所减小,改性纳米Al2O3分散液的离心稳定级数均为1级,与未改性时没有区别。当纳米Si O2与硅烷偶联剂KH-550配比为5g:20m L,且添加量为5%时,芳纶纸的抗张强度提高了66.24%,介电强度提高了41.57%,紧度及撕裂指数的变化不明显。当纳米Al2O3与硅烷偶联剂KH-550配比为5g:15m L,且添加量为6%时,芳纶纸的抗张强度提高了58.34%,介电强度提高了37.02%,紧度及撕裂指数变化不明显。