盘点！高性能纸材料在航空航天、轨道交通、医

在新兴技术的推动下，传统纸被赋予了新的概念和功能，尤其是纸基功能材料的出现，极大地拓宽了纸材料的应用范围。纸基功能材料是指以纸为基材，经过一定加工或特殊处理后具有一定功能的薄片材料。它们也被称为加工纸、特种纸或功能纸。与一般印刷、包装、生活用纸相比，纸基功能材料的需求量相对较小。对于特定的性能，附加值更高，用途也比较特殊。根据用途不同，大致可分为包装及标签纸、建筑装饰用纸、餐饮服务用纸、商务通讯用纸、工业用纸、出版印刷用纸、消费用纸、过滤纸、安全用纸等。纸、医用纸和电子纸。

纸基功能材料制造和技术创新主要分为三类：①以纸为载体，在生产过程中加入热、电、光、磁等功能化学品，使材料具有特殊功能； ②采用特殊纤维原料，如芳纶纤维、碳纤维、陶瓷纤维等，通过特殊的制造工艺赋予纸基材料新的性能； ③对植物纤维进行物理或化学改性，使材料具有特殊的性能性能。用于航空航天、轨道交通等领域的新纸材料主要以特种纤维原料为原料，通过特殊工艺制成新材料产品。相比之下，目前医药和食品领域的纸材属于较为传统的纸材种类，但结合新生物和材料技术的纸制品也逐渐兴起。

本文简要概述了高性能纸材料在航空航天、轨道交通、医药工业、食品等领域的应用。

(1) 高性能纸材料在航空航天领域的应用

在航空航天领域，高性能纸材料多用于航空航天领域作为关键结构重量——飞机轻量化减材材料、天线罩材料等。根据材料种类，航空航天领域的纸材料大部分为芳纶制品，包括芳纶纸和芳纶纤维纸制成的蜂窝材料。其中，芳纶纸是制作飞机天线罩的理想材料，芳纶纸蜂窝材料具有阻燃、耐腐蚀、强度高、重量轻、隔音降噪优良等特点，比强度为钢9比铝蜂窝高出数倍，用作飞机结构件的材料。由具有优良吸波性能的芳纶纤维、碳纤维等无机纤维，或具有优良宽带透波性能的石英纤维制成的纸基材料，也能充分满足航空航天轻量化的要求。目前，芳纶纸蜂窝轻质材料已成功应用于国外飞机。随着我国大飞机项目的推进，芳纶纸蜂窝未来将在我国迎来巨大的应用空间。

芳纶纸通常是由芳纶短切纤维和纤条体（芳纶纸浆）按一定比例经湿法造纸工艺制成纸，再经热压成型工艺制成。其中，成品纸中的短切纤维主要起补强作用，赋予芳纶纸更高的拉伸强度和抗撕裂性；纤条体会影响芳纶纸的绝缘性能，提高成品纸的介电性能。

芳纶纸主要具有以下性能特点： ①机械性能强，抗张强度和撕裂强度高，耐磨性、弹性和柔韧性好，可再加工； ②优良的介电强度，无需添加其他树脂，可承受1840kV/mm的短期电应力； ③耐高温性好，220℃10年，材料仍能保持良好的机械和电气性能； ④化学稳定性，耐强酸、强碱和绝缘大多数溶剂，防虫、防霉； ⑤能适应所有油漆、粘合剂、变压器油、润滑油、制冷剂（-196℃抗拉强度高于室温）； ⑥对潮湿环境不敏感，抗辐射能力强（800MEGARADS具有8倍的电离辐射，仍保持机械强度和介电强度）； ⑦阻燃，高温分解无毒。

这种材料最早是杜邦公司推出的，主要有NOMEX和KEVLAR两个系列。其中，NOMEX纸基材料最初常用于军事领域，用作火控雷达天线的宽带和高透光率材料。护盾、IFF的透波窗、红外透波窗以及飞机和导弹的其他部件。目前，我国芳纶纸基材料自给率不高。目前国外供应商主要有美国杜邦、日本帝人等，尤其是杜邦在世界范围内具有垄断地位。国内主要厂商有泰禾新材、苏州神欧、广州彩研等。国内企业虽然掌握了相关核心技术，但在市场份额上仍落后于国外巨头。

(2)高性能纸材料在轨道交通领域的应用

和航空航天领域 同样，轨道交通使用的高性能纸材料也是芳纶纸制品。 2014年，国家发改委、财政部、工业和信息化部联合印发《重点材料升级实施方案》，将芳纶纸列入“先进工业急需物资”。轨道交通产业”。近年来，随着我国高铁产业的快速发展，芳纶纸纸制品迎来了良好的发展机遇。

芳纶纸蜂窝复合材料凭借其耐高温、电绝缘、高温过滤等特性，广泛应用于地板、侧墙、天花板、窗框、行李架及各种高铁、高铁机柜夹层。等待室内装修。

此外，随着我??国城市轨道交通和铁路电气化的快速发展，对车载变压器、牵引变压器等相关列车设备提出了更高的要求。芳纶绝缘纸优于普通绝缘纸的性能广泛应用于轨道交通领域，主要体现在材料的轻量化上。同时，由纸板和芳纶绝缘纸制成的混合绝缘材料也可用作变压器线圈的高温保护材料。我国成都铁路供电系统采用了采用这种材料的整流变压器，大大降低了运行成本。

文章来源：《航天医学与医学工程》 网址: http://www.htyxyyxgc.cn/zonghexinwen/2021/0818/561.html