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ANF/TiO2机械力化学复合对芳纶纳米复合纸抗紫外老化性能的影响
Fabrication of TiO2/ANF Composite Based on Mechanochemical Effect and Its Effect on the UV-resistance of Aramid Nanopaper
收稿日期：2022-08-06  
DOI：10.11980/j.issn.0254-508X.2022.11.005
关键词:  芳纶纳米纤维  纳米TiO2  机械力化学  抗紫外性能  纸张强度
Key Words:aramid nanofiber  nano-TiO2  mechanochemistry  UV-resistance  paper strength
基金项目:陕西省重点研发计划项目（2022GY-275，2021ZDLGY14-05）；国家自然科学基金（22008146）；天津市制浆造纸重点实验室（天津科技大学）开放基金（202005）。
作者单位邮编
宋顺喜* 陕西科技大学轻工科学与工程学院，教育部轻化工程专业虚拟教研室，轻化工程国家级实验教学示范中心，陕西西安，710021 710021
袁宝龙 陕西科技大学轻工科学与工程学院，教育部轻化工程专业虚拟教研室，轻化工程国家级实验教学示范中心，陕西西安，710021 710021
戢德贤 陕西科技大学轻工科学与工程学院，教育部轻化工程专业虚拟教研室，轻化工程国家级实验教学示范中心，陕西西安，710021 710021
张倩 陕西科技大学轻工科学与工程学院，教育部轻化工程专业虚拟教研室，轻化工程国家级实验教学示范中心，陕西西安，710021 710021
杨斌 陕西科技大学轻工科学与工程学院，教育部轻化工程专业虚拟教研室，轻化工程国家级实验教学示范中心，陕西西安，710021 710021
张美云 陕西科技大学轻工科学与工程学院，教育部轻化工程专业虚拟教研室，轻化工程国家级实验教学示范中心，陕西西安，710021 710021
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摘要:以芳纶纳米纤维（ANF）和纳米TiO2为原料，基于机械力化学原理，采用超声共混法或球磨复合法实现ANF与纳米TiO2复合，制备出具有优异抗紫外和强度性能的芳纶纳米复合纸（以下简称复合纸），探究了复合方法和纳米TiO2添加量对复合纸抗紫外老化性能与强度性能的影响。结果表明，与传统的超声共混法相比，采用球磨复合法有利于改善ANF与纳米TiO2的界面结合。当纳米TiO2添加量为6%时，球磨法制备的复合纸断裂应力70.13 MPa，与未添加纳米TiO2复合纸相比，纸张断裂应力提高了12%；同时，紫外老化后，该复合纸强度保留率为81.5%，与超声共混法相比提高了15.8个百分点。随着纳米TiO2添加量的提高，球磨复合法制备的复合纸抗紫外老化性能改善效果更加明显。
Abstract:Aramid nanofiber/nano-TiO2 composite paper with excellent mechanical strength and UV-resistance ability was fabricated by ultrasound blending or ball milling to mix aramid nanofiber and nano-TiO2 based on mechanochemical mechanism. The effects of preparation method and nano-TiO2 dosage on the strength and UV-resistance of the composite paper were investigated. The results showed that compared with traditional method of ultra-sound blending， ball milling could enhance the interface bonding between ANF and nano-TiO2. When nano-TiO2 dosage was 6%， the strength of paper fabricated by ball milling was 70.13 MPa， which was increased by 12% compared with that of paper made by ultra-sound blending. In addition， the strength retention rate of the composite paper made by ball milling was 81.5%， which was increased by 15.8 percentage points compared with the sample made by ultra-sound blending. The UV-resistance of the composite paper made by ball milling was also enhanced with increasing the dosage of nano-TiO2.
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