插层改性膨润土对聚合物基摩擦材料摩擦性能的影响

采用热压成型工艺制备了插层改性膨润土掺杂的聚合物基摩擦材料,通过对比改性前后的膨润土掺杂的数据结果,进而探索插层改性膨润土的摩擦材料磨损表面的形态、物理力学性能、摩擦磨损性能的变化规律。结果表明:插层改性之后,膨润土的形貌由不规则的颗粒状变成片层状结构,晶面间距比原来增大了0.089 22 nm,表明季铵盐十六烷基三甲基溴化铵已经成功地插层进入膨润土层间。与未改性的膨润土相比,季铵盐改性膨润土增强的摩擦材料磨损表面更为平整,这与表面生成的摩擦膜密切相关,其硬度从未改性膨润土掺杂摩擦材料的85~95降低到了80~90,冲击强度明显提高,摩擦系数较高,磨损率较低,尤其是当温度为350℃时,季铵盐改性膨润土掺杂的摩擦材料其摩擦系数从原来的0.15增加至0.23,而磨损率从原来的2.25×10^–7 cm^3/(N·m)降低至0.97×10^–7 cm^3/(N·m),综合性能变好。     

碳粉粒度对腰果壳油改性PF基摩擦材料性能的影响

为研究碳粉粒度对腰果壳油改性酚醛树脂(PF)基摩擦材料性能的影响,采用热压成型工艺制备出4种不同碳粉粒度(48,25,18,9μm)的PF基摩擦材料,分别对摩擦材料的密度、硬度、压缩强度、冲击强度、热性能和摩擦磨损性能进行了测试。结果表明,碳粉粒度越小,摩擦材料的密度和硬度越高,力学性能越好,高温下的摩擦系数越稳定,且磨损率及200℃时的热膨胀系数越小,热稳定性能越好;当碳粉粒度为9μm时,摩擦材料密度为1.725 g/cm3,洛氏硬度值为92,压缩强度为109.8 MPa,冲击强度为3.72 k J/m2,350℃下的磨损率为1.12×10–7 cm3/(N·m),200℃下的线膨胀系数为1.55×10–5/℃,失重速率最大时的温度为441.3℃,750℃质量保持率为88.6%。摩擦材料中碳粉适宜的粒径为9μm。     

丁腈橡胶改性树脂摩擦材料的制备和性能研究

采用干法工艺制备丁腈橡胶改性的酚醛树脂基摩擦材料,对摩擦材料样品进行摩擦磨损性能、物理性能能和机械性能测试,结果表明:在酚醛树脂基摩擦材料配方中,适量引入丁腈橡胶可以有效改善摩擦材料的性能。当丁腈橡胶添加量为4%时,摩擦材料样品的综合性能最佳,分别为:摩擦系数μ=0.44,磨损率为0.33×10~(-7)cm~3/N·m,冲击强度为0.763k J/m~2,洛氏硬度为63HRM,密度为2.27g/cm~3。各项性能符合GB 5763-2008的第3类标准,表明该材料有工业应用的前景。     

玄武岩纤维对树脂基摩擦材料摩擦磨损性能的影响

为探究玄武岩纤维在树脂基摩擦材料中的应用,采用热模压工艺制备了玄武岩纤维质量分数为0～20%的树脂基复合材料,对其进行摩擦磨损性能试验,并检测硬度和抗剪强度,观察磨损表面微观形貌,探讨其磨损机制。结果表明:向树脂基摩擦材料中添加玄武岩纤维,具有显著提高材料的硬度、抗剪强度,降低磨损率,增大摩擦系数和热衰退温度的作用。玄武岩纤维增强的摩擦材料硬度越高,摩擦系数越大,剪切强度和硬度越高,磨损率越小;当玄武岩纤维含量为15%时,磨损率最低,达到0.23 cm~3/(N·m);当玄武岩纤维含量为20%时,摩擦系数最大,达到0.45。玄武岩纤维增强的树脂基摩擦材料,其磨损机理以磨粒磨损为主。     

石墨烯对树脂基摩擦材料性能影响

借助控制变量法探究石墨烯含量对酚醛树脂基摩擦材料性能的影响,采用一次热压成型技术制备石墨烯改性酚醛树脂基摩擦材料试样,利用洛氏硬度计、剪切强度试验机和定速式摩擦试验机分别检测其硬度、内剪切强度和摩擦磨损性能,分析石墨烯含量与摩擦材料相关性能的变化规律。研究表明,石墨烯含量0.3%试样综合性能最优,随着石墨烯含量增加其硬度和摩擦系数稳定性逐步提高,但石墨烯含量0.4%试样硬度会超过酚醛树脂的适宜硬度范围;中高温阶段含石墨烯的摩擦材料摩擦系数低于不含石墨烯试样但磨损率有所增加,石墨烯含量0.2%试样摩擦系数和磨损率最高,其值为0.344和0.309×10~(-7) cm~3/(N·m);酚醛树脂基摩擦材料的内剪切强度会因各组分材料的黏接性能减弱而降低。     

萘酚改性烯丙基化环保型酚醛树脂的合成及研究

分别以环保型PF(酚醛树脂)和萘酚改性环保型PF为母体,成功合成了烯丙基化PF和萘酚改性烯丙基化PF,并制备了萘酚改性烯丙基化PF/BMI(双马来酰亚胺)共聚树脂;然后分别以上述树脂作为基体树脂,制备了玻璃纤维增强型复合材料。结果表明:当基体树脂为萘酚改性烯丙基化PF/BMI共聚树脂时,相应复合材料的冲击强度(321.6 kJ/m2)和弯曲强度(524.1 MPa)比萘酚改性烯丙基化PF基复合材料提高了11.0%和46.3%,比未改性环保型烯丙基化PF基复合材料提高了42.8%和258.2%,说明萘酚改性烯丙基化PF/BMI共聚树脂的增韧效果优于萘酚改性烯丙基化PF;萘酚改性烯丙基化PF/BMI共聚树脂基复合材料的耐热性能优于未改性烯丙基化PF体系,这是因为前者800℃时的残炭率(39.62%)高于后者(10.92%)所致。     

纤维结构特性对有机摩擦材料性能的影响研究

采用干法热压制备纤维增强有机摩擦材料,对玻璃纤维结构特性对有机摩擦材料样品的摩擦磨损性能和物理机械性能进行测试。结果表明:适宜长度的玻璃纤维可以有效提高摩擦磨损性能和物理机械性能;当玻璃纤维长度为9～12mm时,摩擦材料样品的综合性能最佳,平均摩擦系数μ=0.41,磨损率0.5×10~(-7)cm~3·(N·m)~(-1),冲击强度3.5kJ·m~(-2),各项性能符合GB 5763-2008,表明该材料具有一定的工业应用前景。     

不同种类酚醛树脂黏结剂对摩擦材料性能的影响

分别以未改性通用酚醛树脂、特殊改性刹车片专用酚醛树脂、腰果壳油改性酚醛树脂、丁腈橡胶改性酚醛树脂为黏结剂,玄武岩纤维、钢纤维为增强纤维制备四种酚醛树脂基摩擦材料.对试样进行物理性能、机械性能和摩擦磨损性能测试.结果 表明,四种摩擦材料的密度相差不大,未改性通用酚醛树脂基摩擦材料的硬度符合刹车片使用要求,腰果壳油改性酚醛...     

腰果壳油改性酚醛树脂对有机摩擦材料性能的影响

采用干法热压成型工艺制备以腰果壳油改性酚醛树脂、纯酚醛树脂为黏结剂,芳纶纤维、矿物复合纤维、硅酸铝纤维等为增强材料的摩擦材料,对试样进行摩擦磨损性能、物理性能和机械性能测试。结果表明:在摩擦材料配方中引入适量的腰果壳油改性酚醛树脂有助于改善摩擦材料的摩擦磨损性能和耐热性能。当w(腰果壳油改性酚醛树脂)=17%时,摩擦材料的性能优异,分别为摩擦系数μ=0.43,磨损率约0.16×10-7 cm3/(N·m),冲击强度2.38J/cm2,硬度72.5HRC,密度2.11g/cm3,上述数值符合国家标准GB5763—2008的3类标准,表明该材料有望工业应用。     

摩擦材料用改性酚醛树脂的研究进展

综述了摩擦材料用改性酚醛树脂(PF)的研究进展,其中分别对钼、硼无机物改性PF和聚酰胺、腰果壳油、桐油、亚麻油、橡胶等有机物改性PF进行了讨论,并对纳米PF树脂和复合改性PF进行了介绍。改性PF的性能得到了显著改善,用其作基体制备的摩擦材料具有摩擦系数稳定、磨损率低等优点。     

共聚共混改性聚酰亚胺的摩擦磨损性能研究

为了改善传统均苯四甲酸酐(PMDA)–4,4′-二胺基二苯醚(ODA)型聚酰亚胺(PI)的摩擦性能,分别以共聚和共混两种方式,引入柔性二胺单体芳香杂环二胺(DAMI),从分子结构制备不同ODA/DAMI物质的量之比的共聚和共混改性PI。并用摩擦磨损试验机、扫描电子显微镜、万能试验机以及X射线衍射仪等分析共聚和共混改性PI的结构和性能。结果表明,当ODA/DAMI物质的量之比分别为3∶1和5∶1时,共聚和共混改性PI具有最优的综合摩擦磨损性能,摩擦系数分别为0.273和0.280,磨损率分别为9.28×10–14,11.2×10–14 m3/(N·m)。共聚改性PI的摩擦系数随摩擦时间的增加变化比较稳定,其在兼顾磨损率和摩擦系数方面比共混改性PI更具优势。共聚和共混法改性PI磨损机理相似,主要为粘着磨损、磨粒磨损和疲劳磨损。随DAMI含量增加,两种改性PI的拉伸强度、拉伸弹性模量和玻璃化转变温度均呈下降趋势,当DAMI含量较高时,两种改性PI结晶取向增加,磨损率急剧升高。     

温度对酚醛树脂/丁腈橡胶复合材料摩擦学性能的影响

采用机械共混法将酚醛树脂（PF）与丁腈橡胶（NBR）进行混合而制得PF/NBR复合材料,研究了PF用量对NBR的拉伸性能、撕裂性能及硬度的影响,使用多功能材料表面性能综合测试仪、三维表面形貌仪和扫描电子显微镜对力学性能最优的PF/NBR复合材料试样A 2（添加5份PF）在不同温度下的摩擦性能进行了探究,并与未添加PF的试样A 0进行了对比,此外还对PF/NBR复合材料的磨损机理进行了初步分析。结果表明,当温度超过75 ℃时,试样A 0的摩擦系数曲线整体呈持续上升的趋势,同时其表面有较多孔洞,分子间结合力下降,耐磨性变差,而试样A 2的摩擦系数则基本保持稳定,磨损行为表明其磨损机理由磨粒磨损逐渐转变为黏着磨损;相对于试样A 0而言,试样A 2在高温下仍能保持较好的摩擦性能。     

纳米颗粒增强摩擦材料摩擦学性能研究

以丁腈橡胶改性酚醛树脂为基体,芳纶纤维、玻璃纤维为增强纤维,选用不同类型的纳米颗粒作为填料设计摩擦材料组分配比,并通过热压烧结制备摩擦材料。通过摩擦磨损试验机测试其在干摩擦条件下的摩擦学性能,并用扫描电镜(SEM)对材料的磨损形貌进行观察分析,以研究不同类型的纳米颗粒对摩擦材料性能的影响。研究表明:在干摩擦条件下,经过纳米颗粒改性的摩擦材料摩擦系数、硬度比未改性的材料有不同程度的提高,同时磨损率有很大程度的降低;纳米颗粒改性的摩擦材料摩擦系数、磨损率变化趋势具有一致性,均随着实验载荷、滑动速度的增大而逐渐减小;纳米颗粒改性后的摩擦材料磨损机理表现为疲劳磨损与磨粒磨损并存,而未改性的材料磨损机理主要表现为疲劳磨损。     

纳米氧化铝改性聚四氟乙烯的摩擦磨损性能研究

以纳米Al2O3作为填料填充改性聚四氟乙烯(PTFE),采用模压烧结成型的方法制备了不同纳米Al2O3含量的PTFE/纳米Al2O3复合材料,考察了偶联剂改性前后纳米Al2O3及其含量对复合材料硬度、摩擦系数和磨痕宽度的影响,并利用扫描电子显微镜对复合材料的磨屑和磨损表面进行了微观分析。结果表明,随着纳米Al2O3含量的增加,复合材料的硬度和摩擦系数逐渐增大,磨痕宽度先大幅下降而后略有增加。另外,相对于未改性纳米Al2O3,PTFE/偶联剂改性纳米Al2O3复合材料的硬度和摩擦系数均较低,其磨痕宽度则较高。     

石墨烯对聚四氟乙烯导热和摩擦磨损性能的影响

针对聚四氟乙烯(PTFE)导热性能和耐磨损性能较差的问题,将石墨烯经过氧化氢预处理后,再用硅烷偶联剂KH550对其进行表面改性,然后采用冷压烧结法制备了PTFE/石墨烯复合材料,研究了不同用量下改性和未改性石墨烯对复合材料电性能、导热性能和摩擦磨损性能的影响。结果表明,随着石墨烯用量增加,复合材料的体积电阻率逐渐下降,但在石墨烯质量分数为0%~2%时,复合材料体积电阻率基本处于同一数量级,仍为绝缘材料;当石墨烯质量分数由0%增加至2%时,复合材料的导热系数明显提高,磨损量明显降低,而摩擦系数先升高后降低,但变化幅度较小。与未改性石墨烯相比,KH550改性石墨烯填充的复合材料具有更高的导热性能和摩擦磨损性能。     

环氧液晶/酚醛树脂复合材料的摩擦磨损性能研究

利用自行合成的端基为环氧基的热致性环氧液晶(LCE)与酚醛树脂(PF)通过熔融挤出进行原位复合制备了LCE/PF复合材料。研究了LCE含量对LCE/PF复合材料力学性能、硬度及摩擦性能的影响,使用扫描电子显微镜(SEM)观察了复合材料的磨损面形貌,分析了复合材料的摩擦磨损机理。研究结果表明:LCE含量为2.5%时,摩擦系数比未加LCE的稳定,力学性能也有所提高;在各温度下,LCE含量为7.5%的复合材料的体积磨损率比未加LCE的复合材料的小达,到了GB 5763—2008的要求。     

Friction properties of graphene reinforced nitrile rubber composites after thermal oxidation aging: Experiment and molecular dynamics simulation

We established friction models for pure NBR, GNS/NBR, and GO/NBR composites through molecular dynamics (MD) simulation. Our study focused on the impact of GNS and GO on the friction properties of nitrile rubber (NBR) composite materials after undergoing thermal oxygen aging. Based on the simulation results, it can be observed that the GNS/NBR and GO/NBR composites' coefficient of friction (COF) decreases by 20.8% and 24.8%, respectively, at 348 K. Additionally, the abrasion rate is reduced by 17.4% and 25.7%, respectively, for the same composites. Adding GNS and GO can effectively improve the friction performance of the NBR composite system, and compared with GNS, GO shows a better enhancement effect. Pure NBR and GO/NBR composite materials were prepared by mechanical blending method, and the friction properties of GO-enhanced NBR composite materials were studied. The experimental results show that the GO/NBR composite material can maintain a low friction and wear coefficient after thermal and oxygen aging. It shows that adding GO can effectively improve the friction properties of NBR composite systems and slow down the weakening effect of aging on the friction properties of NBR composite materials. This is because the GO surface contains wealthy functional groups such as epoxy groups, which enhances the binding strength between the GO and NBR interface so that the GO/NBR composite material exhibits better friction properties and thermal oxygen aging resistance. In addition, the wear surface was characterized by scanning electron microscopy (SEM), revealing the damage mechanism of friction and wear of NBR composite materials.     

聚酰亚胺/聚全氟乙丙烯层压复合材料摩擦性能研究

用热压法制备了聚酰亚胺/聚全氟乙丙烯层压复合材料.用磨损试验机在不同滑动速率、负载下研究了其摩擦学性能.对不同负载、滑动速率下的摩擦系数随时间的变化进行了详细分析.用扫描电子显微镜观测了试样的磨损面并分析了其摩擦机理.实验结果表明,该材料具有优良的摩擦学性能并且磨合时间很短.摩擦系数随时间变化,并且与负载和滑动速率有关...     

煤矸石改性聚丙烯性能研究

采用熔融共混制备了不同配比的聚丙烯（PP）／煤矸石（coal gangue）复合材料,与纯PP材料相对照,分别研究了复合材料的表面电阻率、体积电阻率,热变形温度以及拉伸强度,弹性模量、硬度等力学性能。结果表明：加入煤矸石能明显降低PP的表面电阻率和体积电阻率,起到较好的抗静电效果。当煤矸石含量约为20％时．复合材料的表面电阻率和体积电阻率均达到最小,分别为2．4×10^8Ω·cm和3．8×10^8Ω·cm,抗静电效果最佳;随着煤矸石填充量的增加,复合材料的力学性能呈现先下降后上升的趋势。材料的拉伸强度和断裂伸长率均在10％时下降至最小,而复合材料的硬度则随煤矸石用量的增加逐渐增强,其综合力学性能约在煤矸石含量为15％时达到最佳值;热变形温度随煤矸石用量的增加没有明显的下降。因此煤矸石含量约为15％的PP改性复合材料可用于生产静电逸散材料。