芳纶云母纸,是将耐温性、绝缘性及稳定性优良的云母引入芳纶纸基材料所制备的一种可广泛用于电力、轨道交通、新能源、国防等领域具有一定战略意义的功能性复合纸基材料。然而,纸基材料中芳纶纤维抗紫外性能差及其与云母间的界面结合性能差等问题已然限制了其力学、介电及使用稳定性的进一步提高,影响其应用。因此,改善芳纶云母纸的界面结合性能及抗紫外性能已然成为其研究关键。纳米二氧化钛(TiO2)因其优异的紫外屏蔽性及表面活性,在材料的性能改善方面已有广泛应用。本课题通过液相沉积法在芳纶(AF)表面引入纳米TiO2包覆层,通过两步活化法在云母(M)表面引入具有高电荷密度的聚乙烯亚胺(PEI),再以传统的湿法纸张抄造技术制备芳纶/云母复合纸基材料。同时,借助扫描电子显微镜(SEM)、傅立叶红外光谱分析仪(FT-IR)、紫外分光光度计及拉力试验机等仪器设备,分别研究了材料的形貌结构、化学结构、抗紫外及力学性能。首先,分析评价了云母的种类、粒径及添加量对芳纶/云母复合纸基材料的力学、绝缘及抗紫外等性能的影响。研究表明,均一粒径云母所制备纸基材料的综合性能不佳;白云母所制备的纸基材料性能最佳;云母的引入可显著提高纸基材料的绝缘及抗紫外性能,然而,云母不佳的表面活性会影响纸基材料的界面结合,并对其力学性能产生不利影响。综合评价得,在芳纶纸基材料中引入50 wt.%的白云母为纸基材料的最佳制备方案。其中不同粒径云母可嵌合于芳纶短切纤维与芳纶沉析纤维相互缠结构建的三维网络结构中,且主要以物理包覆作用相结合。紫外光长时间辐射后,纸基材料中具有粘结包覆作用的芳纶沉析纤维会被严重分解破坏,而芳纶短切纤维及云母则无显著变化。其次,以多巴胺(DA)作为黏附基底,高电荷密度的阳离子型聚合物PEI为功能性活化剂,通过两步活化法改性云母以改善其界面性能,得到(DA/PEI)-云母((D/P)-M)。结果发现,(D/P)-M与芳纶纤维通过静电作用自组装制备所得(D/P)-M/A的界面结合强度及击穿强度分别为493.43 J/m2和11.91 kV/mm,比未改性云母所制备纸基材料分别提高了 173.62%和14.30%。(D/P)-M与芳纶纤维间以氢键相互结合,提高了纸基材料的界面结合强度同时仍具有优良的介电性能。最后,通过液相沉积法在DA改性后的芳纶沉析纤维表面沉积包覆纳米TiO2。用纳米TiO2改性处理芳纶沉析4h后得4T-A,由其与(D/P)-M所制备纸基材料(D/P)-M/4T-A的性能最佳。(D/P)-M/4T-A的击穿强度和拉伸强度分别为16.86 kV/mm和19.54 Mpa,相较于(D/P)-M/A分别提高了41.92%和165.13%,且在长时间的紫外光辐射下,其中芳纶沉析纤维未被破坏,力学强度无明显降低,抗紫外性能优良。紫外屏蔽剂纳米TiO2可在芳纶沉析纤维表面形成均匀的包覆层,均匀分散于纸基材料中,提高纸基材料的抗紫外性;同时,纳米TiO2改性后芳纶沉析纤维的界面间可形成较强的啮合嵌接作用,优化纸基材料的结构,使纸基材料保持良好的力学强度。