芳纶纸作为一种高性能纸基材料,广泛应用于轨道交通等电气绝缘领域作为主绝缘材料。轨道交通牵引电机、牵引变压器等电气设备中的芳纶纸长期以来仍严重依赖进口,国内生产的芳纶纸在结构设计上存在较大的缺陷,芳纶纸呈“开放式”微观结构,界面结合度低,表现为电气绝缘性能低且波动大,无法满足轨道交通领域高绝缘、高耐热、低离散等特殊要求。为了克服“开放式”微观结构存在界面结合度低的问题,本论文开展了“密封式”微观结构芳纶纸的设计、制备、表征与性能研究。论文的研究工作旨在实现高电气绝缘性能芳纶纸的制备及工程化应用。论文主要研究内容及结论如下:（1）提出了芳纶纸的“密封式”微观结构构筑致密、少缺陷的纤维结合界面的思路。从结构设计入手,重点考察不同纺丝工艺短切纤维和不同打浆度沉析纤维微观特性及性能特点,并开展芳纶纸复配设计,确定适宜的纤维配比。研究发现,采用干法纺丝短切纤维:自制高浆度沉析纤维（wt.%）=40:60的配比芳纶配抄纸电气绝缘和力学性能最佳,其拉伸强度及拉伸指数分别为1.41k N/m、34.73N·m/g,击穿电压和电气强度分别为1.32k V、9.0k V/mm。（2）创新性地将长网成形技术用于芳纶纸抄造成形,引入集聚因子概念,系统研究了成形浓度、高频摇振、浆网速比、真空度及分散助剂等因素对于成形工艺的影响,并通过正交试验及单因素试验确定了适宜的热压参数。研究发现,当成形浓度为0.10%,高频摇振频率为400r/min、振幅为10mm,浆网速比为0.93,真空度为-30k Pa,采用1.0%的丙烯酰胺类分散剂（KS1040）时可获得较好的成形效果;热压工艺参数为温度290℃、压力20MPa、速度15m/min较为合适。（3）在结构设计和材料制备的基础上,通过采用多种先进表征技术系统评估了自制芳纶纸与国内外代表性芳纶纸的成分、结构与性能差异。试验结果表明,自制芳纶纸与国内外芳纶纸成分基本一致,自制芳纶纸内部结构致密、少缺陷,构成了“密封式”微观结构;自制芳纶纸与进口芳纶纸相比主要常规性能相当,电气强度值为18.4k V/mm,离散系数为3.01%,达到高绝缘、低离散的研究目标;自制芳纶纸样透气度为0.003μm/Pa·s,浸水后耐压保持率为83.5%;自制芳纶纸温度指数（TI）为223℃,耐热等级达到220级标准;自制芳纶纸与铜铝金属导体接触时的热氧老化行为与进口产品表现一致,优于国产纸样。