植物纤维微纤维化对纸基摩擦材料磨损性能的影响

探讨了植物纤维微纤维化对纸基摩擦材料摩擦、磨损性能的影响.研究表明,植物纤维微纤维化对纸基摩擦材料的孔隙结构、界面结合性能及摩擦性能调节剂的留着性能产生重要影响.与未微纤维化的材料相比,低微纤维化度对材料的孔隙结构影响不大,但能有效提高填料的含量及界面结合强度,因而材料的动、静摩擦因数较高,磨损率较低.随着纤维微纤维化程度进一步提高,材料孔隙下降使得摩擦材料与对偶之间形成的润滑油膜不能得到有效抑制或破坏,并导致润滑油热交换能力不足,动、静摩擦因数降低,材料热衰退加剧,磨损率增加.     

纸基摩擦材料的磨损机理分析

通过对纸基摩擦材料的磨损表面及其热衰退性能进行分析,初步探讨了纸基摩擦材料的磨损机理。研究表明,在剪切力及压力的反复作用下,摩擦材料表面的纤维发生严重的磨损,并产生磨屑;其中,植物纤维的磨损更为严重。磨损表面产生严重的界面分离,甚至发生纤维的脱落。磨损时所产生的纤维磨屑及填料磨粒镶嵌于植物纤维中或陷于材料的孔隙中,不会对材料的磨损性能造成明显影响。热分析表明,磨损使得热性能较差的植物纤维发生显著的热衰退,材料的热性能下降。这些结果表明,纸基摩擦材料的磨损机理主要为黏着磨损和疲劳磨损。     

压缩比与应用环境对纸基摩擦材料机械性能的影响

为探究纸基摩擦材料最佳压缩比，本研究分析了热压过程中压缩比对纸基摩擦材料机械性能的影响，探讨了在空气介质与传动油介质中温度和压缩比对其压缩回弹性能的影响。结果表明，纸基摩擦材料的压缩比在40%时，材料具有最佳的孔隙结构和机械性能；其孔隙率55.3%、孔径分布均匀，平均孔径1.91 μm，硬度值98 HRR，平均动摩擦因数0.117，剪切强度3.6 MPa，热机械性能稳定；在相同介质中，压缩比的增大可提高纸基摩擦材料的压缩回弹性能、降低永久变形率，而温度的升高则导致材料压缩回弹性能下降和永久变形率增加；相较于在空气介质中，纸基摩擦材料在传动油介质中的压缩回弹性能更加稳定。     

SDS用量对植物纤维基泡沫材料结构与性能的影响

植物纤维基泡沫材料因其可完全降解及原料可持续再生等优势,在取代传统泡沫塑料方面极具前景,探索其微观结构与性能的关系,进而研究其结构与性能的调控技术,对于该新型发泡材料的开发具有重要的意义。本研究将植物纤维通过原纤化处理、发泡、注模、干燥成型等一系列工艺制得了植物纤维基泡沫材料,研究了表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS)用量对植物纤维基泡沫材料泡孔结构及静态压缩性能的影响。结果表明,通过调节SDS用量,可以实现对植物纤维基泡沫材料泡孔结构及静态压缩性能的有效调控;当SDS用量在0.02%~0.03%时,植物纤维基泡沫材料的泡孔分布均匀,此时获得的植物纤维基泡沫材料具有良好的力学性能。     

碳纤维表面协同改性对纸基摩擦材料力学和摩擦学性能的影响

本研究分别采用多巴胺-端环氧基硅油与硝酸-端环氧基硅油体系改性碳纤维,对比了纤维表面形貌和化学官能团的变化,探究了化学协同改性机理。进一步表征了纸基摩擦材料的表面形貌、粗糙度及孔隙结构,研究了协同改性对纸基摩擦材料力学和摩擦学性能的影响规律。结果表明,硝酸-端环氧基硅油改性体系更有利于提升纸基摩擦材料力学强度和耐磨性,改性后纸基摩擦材料的拉伸强度和层间剪切强度分别较改性前提高了25.8%和23.6%,磨损率降至0.620×10^-8 cm³/J;相比于多巴胺预处理,硝酸刻蚀过程不仅可以增加后续端环氧基硅油接枝改性的活性位点,同时提高了碳纤维与树脂间的化学交联密度。     

纸基摩擦材料的摩擦性能及其机理研究现状

纸基摩擦材料因其优异的摩擦性能在交通运输机械、建筑矿山机械等各类车辆与工程机械的自动变速器和制动器中得到广泛的应用,是一类重要的摩擦材料.文章介绍了纸基摩擦材料的接合机理、润滑油作用机制、纸基摩擦材料性能的影响因素(孔隙率、材料力学性能及温度)、表面形貌及磨损机理的研究现状.     

纸基摩擦纳米发电机的制备与性能

纸张作为一种绿色材料在摩擦纳米发电机的制备中获得了越来越多的关注。本文简单介绍了摩擦纳米发电机的结构和工作原理,着重分析总结了纸基摩擦纳米发电机的制备与应用,并按照纸张在摩擦纳米发电机中的作用,将纸基纳米摩擦发电机分为3类:纸张作为基板材料、纸张作为摩擦带电材料以及纸张同时作为电极基板与摩擦带电材料的摩擦纳米发电机;并介绍了近年来各类纸基摩擦纳米发电机的结构组成、性能和简单应用。     

芳纶复合纸基摩擦材料的初步研究

本文采用高性能芳纶纤维和剑麻纤维为原料制备湿式成型纸基摩擦材料.初步探讨了原纸中两种纤维的配比、剑麻打浆度、芳纶纤维的长度和形态以及作为粘结剂的酚醛树脂的种类和上胶量等对纸基材料的力学性能和摩擦性能的影响,为进一步研究湿式成型纸基摩擦材料奠定基础.     

纸基摩擦材料坯体组分的研究现状

纸基摩擦材料是一种多孔性、吸油、易压缩和回弹性能优异的摩擦材料,纸基摩擦材料坯体的组分对各项性能起着至关重要的作用。重点介绍了增强纤维(天然植物纤维、无机纤维、碳纤维、有机合成纤维、混合纤维)和摩擦性能调节剂(减摩剂、增摩剂、多种调节剂混合)2种坯体组分的研究进展,通过对各种纸基摩擦材料综合性能总结对比,提出采用环境友好、耐高温、摩擦因数稳定、磨损率低的材料和优化各组分结合的方式将成为坯体组分研究的主要方向。     

纤维摩擦材料的发展

摩擦材料包括金属基、树脂基和纤维基三大类摩擦材料。随着纤维复合材料技术的发展,树脂基摩擦材料将会被纸基材料代替。最新的纸基复合摩擦材料有此金属基材料更高的能量吸收能力和摩擦系数,较低的磨损率和较高的热稳定性。在未来几年内,纸基复合摩擦材料将会用于重载荷机动车辆。     

酚醛树脂对芳纶复合纸基摩擦材料的影响

本文采用高性能芳纶纤维和剑麻纤维为原料制备湿式纸基摩擦材料.初步探讨了酚醛树脂的种类和上胶量对纸基材料的强度性能和摩擦系数的影响.     

淀粉用量对植物纤维基泡沫材料结构与性能的影响

以植物纤维为基材、(支链)淀粉为结构增强剂,采用热风干燥方式制备出可完全降解的植物纤维基泡沫材料,重点研究了淀粉用量对其微观结构与压缩性能的影响。结果表明,通过对淀粉用量进行调控,可以实现对植物纤维基泡沫材料泡孔结构的调控,从而实现对其压缩性能的增强;当淀粉添加量为8%时,可得到结构与性能表现较优的植物纤维基泡沫材料,此时泡沫材料的最小平均孔径减小到70.38μm,分布较均匀,各向异性比减小到1.26,更接近圆形,泡孔密度增加到1.47×10~5个/cm~3,并且表观密度较大为44.45 kg/m~3,孔隙率较小为95.57%,静态压缩性能提高,其中屈服强度约是空白样的2倍。     

气孔率对湿式纸基摩擦材料性能的影响

制备了由芳纶浆粕增强的气孔率不同的3种湿式纸基摩擦材料,采用改进油浸法测定湿式纸基摩擦材料的气孔率,探究了气孔率对湿式纸基摩擦材料的压缩回弹性、导热性、黏弹性以及摩擦磨损性能的影响。结果表明,随着气孔率的增大,湿式纸基摩擦材料的压缩率升高,回弹率降低,导热系数增大,达到0. 998 W/(m·K),损耗因子tanδ也升高;随着气孔率的增大,湿式纸基摩擦材料摩擦因数增大,但摩擦因数的稳定性降低;虽然磨损率会随气孔率的增大而升高,但芳纶浆粕的加入,使磨损率远低于国家标准。湿式纸基摩擦材料气孔率为41. 92%时,压缩率为17. 50%,回弹率为55. 47%,导热系数为0. 565 W/(m·K),动、静摩擦因数分别为0. 125、0. 135,磨损率为1. 23×10~(-8)cm~3/J,摩擦过程也较为平稳。综合分析,湿式纸基摩擦材料的气孔率控制在40%左右时各性能最均衡。     

纤维摩擦材料的发展

摩擦材料包括金属基、树脂基和纤维基三大类摩擦材料。随着纤维复合材料技术的发展 ,树脂基摩擦材料将会被纸基材料代替。最新的纸基复合摩擦材料有比金属基材料更高的能量吸收能力和摩擦系数 ,较低的磨损率和较高的热稳定性。在未来几年内 ,纸基复合摩擦材料将会用于重载荷机动车辆     

树脂对湿式纸基摩擦材料性能的影响

树脂是湿式纸基摩擦材料的重要成分,对材料的性能有着重要的影响.本文分别采用腰果壳油三聚氰胺改性酚醛树脂和丁睛改性酚醛树脂制备了纸基摩擦材料,并对两种材料的热性能、摩擦磨损性能和表面性能进行了研究.结果表明,丁睛改性酚醛树脂制备的材料综合性能较好,其热分解温度相对较高,磨损率低(2.080×10-8cm3/J),动摩擦系数的压力稳定性和转速稳定性较好,离合特性曲线平稳,未出现明显的公鸡尾现象.另外,材料在摩擦前后的表面形态也较好.     

纸基摩擦材料摩擦磨损性能的研究

以丁腈胶乳预浸渍、酚醛树脂浸渍纸基摩擦材料,然后再热压成型。研究了酚醛树脂浸渍量、热压成型压力和预浸渍丁腈胶乳对纸基摩擦材料摩擦磨损性能的影响。结果表明,当酚醛树脂浸渍量为24%时,动摩擦因数稳定,摩擦性能稳定,磨损率较低;当热压成型压力为15 MPa时,摩擦材料的结构紧密,孔隙率约为40%,符合国家标准的要求;预浸渍丁腈胶乳提高了酚醛树脂浸渍摩擦材料的摩擦磨损性能以及摩擦性能的稳定性。     

聚丙烯酸酯对植物纤维纸基透水材料性能的影响

以旧瓦楞纸箱为纸基透水材料的纤维原料来源,浆内添加聚丙烯酸酯疏水调节剂,研究疏水调节剂对纸基透水材料力学性能以及透水性能的影响,并根据Washburn方程分析了疏水调节剂影响纸基材料透水性能的相关机理。结果表明,适当添加疏水调节剂不仅可提高纸基材料的强度,同时可明显降低纸基材料的透水速率;疏水调节剂可在纤维表面和纤维之间形成膜状连接,随着疏水调节剂用量增加,纸基透水材料的平均孔径和孔隙率降低,疏水性能提高。此外,研究还发现,材料的平均孔径降低及疏水性能增强是降低纸基透水材料透水速率的主要原因。     

基于X射线断层扫描技术的涂布纸张三维结构表征

本研究以X射线断层扫描（CT）为测试手段，结合数字图像处理技术，建立了表征纸张孔隙结构和表面形貌的方法，研究了涂布对纸张三维结构的影响，从结构角度阐释了涂布影响纸张性能的内在机理。结果表明，涂布后纸张的孔隙率、孔径和配位数减小，孔隙迂曲率升高，使得流体流经孔隙时的阻力增大从而增加其阻隔性；另外，涂布还改变了纸张的表面微观形貌，使纸张表面轮廓均方根偏差降低，减小纸张表面起伏，提高纸张平滑度。基于X射线CT技术对涂布纸张进行三维结构表征有助于明晰纸基材料结构与性能之间的关系，推动新型纸基材料的研发。     

碳纤维纸基复合材料研究进展

碳纤维纸基复合材料是使用短切碳纤维与植物纤维或含有羟基等功能基团的纤维,通过湿法造纸工艺制备的具有特殊性能的功能复合材料,在导电、电磁屏蔽,导热,摩擦及电极等领域均已得到应用。随着应用推广的不断深入,引入碳纳米管/石墨烯的碳纤维纸基复合材料的研究和开发也逐渐成为研究热点。本文对近年国内外碳纤维纸基复合材料的研究进展进行了归纳总结,以期为碳纤维纸基复合材料的研究开发提供参考。     

催化纸催化材料的制备及固着方式的研究进展

催化纸由于其独特的多孔三维网状结构,将成为一种极具应用前景的功能材料。按催化材料的不同,催化纸分为TiO_2基催化纸、ZnO基催化纸、贵金属基催化纸三大类,综述了这三类催化材料的修饰改性及其固着方式对催化性能的影响,提出了获得高催化性能和高强度催化纸需要解决两个问题。