Page 197 - 《精细化工》2023年第2期
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第 2 期 马 锐，等: 高强高模聚乙烯纤维纸基复合材料的制备及性能 ·419·
的力学性能随着上胶量的增加不断上升。这是因为
酚醛树脂固化后发生交联反应，树脂和纤维相互交
织，形成了稳固的三维网状结构 [12-13] ，纸基复合材
料的强度也不断增大。在上胶量较小的情况下，纸
基复合材料的强度由树脂和纸基复合材料共同决
定，力学性能随着上胶量的增加逐渐增大。当上胶
量为 44%时，纸张的抗张指数为 39.11 N·m/g，撕裂
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指数为 37.72 mN·m /g。当上胶量超过 44%时，纸张
因树脂固化变脆，导致纸张撕裂指数呈下降趋势，
图 5 酚醛树脂水溶液质量分数对上胶量的影响 此时纸基复合材料的强度由树脂强度决定。因此，
Fig. 5 Effect of mass fraction of phenolic resin solution on 为了获得性能较好的纸基复合材料需选择合适的上
sizing amount 胶量，故选择最佳上胶量为 44%。
2.3.2 浸渍时间对上胶量的影响
当酚醛树脂水溶液质量分数为 10%时，浸渍时
间对上胶量的影响如图 6 所示。由图 6 可知，当浸
渍时间不断增加时，上胶量先不断增大后趋于平稳
最后又下降，当浸渍时间为 1200 s 时，上胶量达到
最大值 63.58%，当浸渍时间为 1500 s 时，上胶量较
1200 s 时有所下降。这是由于在 1200 s 时纸张的上
胶量达到饱和状态。因此，合理地选择酚醛树脂水
溶液质量分数和浸渍时间，不仅可以缩短实验时间
和节约能源，还可以控制上胶量。
综上可知，优选的最佳酚醛树脂水溶液质量分 图 7 上胶量对 UHMWPE 纤维纸基复合材料抗张指数和
撕裂指数的影响
数为 10%。后文所用 UHMWPE 纤维纸基复合材料
Fig. 7 Effect of sizing amount on tensile index and tear index
均是在此条件下制备得到的。 of UHMWPE fiber paper-based composite materials
当树脂上胶量确定为 44%时，由图 6 可知，酚
醛树脂浸渍最佳工艺为酚醛树脂水溶液质量分数为
10%，浸渍时间约为 120 s。后文所用 UHMWPE 纤
维纸基复合材料均是在此条件下制备得到。
2.4.2 上胶量对 UHMWPE 纤维纸基复合材料孔径
的影响
图 8 为上胶量对 UHMWPE 纤维纸基复合材料
孔径的影响。
图 6 浸渍时间对上胶量的影响
Fig. 6 Effect of impregnation time on sizing amount
2.4 上胶量对 UHMWPE 纤维纸基复合材料抗张
指数、撕裂指数和孔径的影响
2.4.1 上胶量对 UHMWPE 纤维纸基复合材料抗张
指数和撕裂指数的影响
上胶量对 UHMWPE 纤维纸基复合材料（热压
温度为 120 ℃、热压压力为 10 MPa、热压时间为
10 min）抗张指数和撕裂指数的影响见图 7。上胶量
分别在浸入 0（浸入即拿出）、10、30、70、120、
图 8 上胶量对 UHMWPE 纤维纸基复合材料孔径的影响
180、240 s 后得到。 Fig. 8 Effect of sizing amount on pore size of UHMWPE
由图 7 可以看出，在上胶量小于 44%时，纸张 fiber paper-based composite materials
