摩擦材料用改性酚醛树脂的制备及应用

用三聚氰胺、腰果酚、粉末丁腈橡胶对酚醛树脂进行了改性,并将其用作摩擦材料的基体树脂。探讨了腰果酚、三聚氰胺用量等因素对改性酚醛树脂性能的影响,并对各摩擦制动材料的摩擦磨损、热衰退等性能进行了研究。结果表明:腰果酚、丁腈橡胶改性酚醛树脂(YX-PF)与三聚氰胺、腰果酚改性酚醛树脂(SY-PF)的热分解温度比普通酚醛树脂分别提高了57℃和91℃,且摩擦磨损性能优良。另外,加入丁腈橡胶可进一步提高SY-PF的综合性能。     

蛇纹石/La复合粉体的制备及其摩擦性能

分别采用水溶液沉淀法和乙醇溶液沉淀法制备了蛇纹石/La复合粉体,并分别在120℃（脱除吸附水）和700℃（蛇纹石脱除羟基）对复合粉体进行了干燥和煅烧热处理。利用X射线衍射法、扫描电子显微镜、能谱分析表征了复合粉体的物相组成、微观形貌。利用MM-10W型多功能摩擦磨损试验机对复合粉体的摩擦性能进行了评价。结果表明：蛇纹石/La复合粉体中,La化合物呈纳米颗粒,并包覆在蛇纹石表面;700℃煅烧将导致蛇纹石/La复合粉体物相变化和摩擦性能变差;120℃干燥处理的蛇纹石/La复合粉体具有良好的减摩-抗磨性能,摩擦因数较未添加者降低22.48%以上。     

合成纤蛇纹石润滑油添加剂的研究

分别利用三种实验方法进行了蛇纹石的水热合成.制备的粉体分别用X射线衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)进行成分与形貌的表征分析.结果表明以滑石与氧化镁为反应物的方法在220℃、pH=13、反应30 h条件下成功合成出纤蛇纹石纳米管,并讨论了水热合成条件对产物的影响.含有纤蛇纹石的合成产物及天然蛇纹石分别经表面修饰剂修饰后进行四球摩擦磨损实验来研究其摩擦性质,人工合成蛇纹石表现出比天然蛇纹石更好地减摩抗磨效果.     

不同产地防中子辐射蛇纹石骨料混凝土比选

选取湖北蕲春、江西弋阳、陕西汉中三个产地蛇纹石骨料(以下简称湖北、江西、陕西蛇纹石骨料),通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、热重分析仪(TG)对蛇纹石骨料防中子辐射性能和在高温下的结构稳定性进行了研究。结果表明：湖北、江西、陕西蛇纹石骨料结晶水含量分别为6.89%、12.55%、12.50%(质量分数),其中江西和陕西蛇纹石骨料结晶水含量高，对防中子辐射更有利；粒径为(10,16]和(16,20] mm的湖北蛇纹石骨料在500℃时出现热爆裂行为，其热重损失值分别为12.62%、24.72%。由于陕西蛇纹石骨料含有水镁石，在温度为300～500℃时水镁石热分解脱水，使骨料在500℃热重损失值达到2.75%～4.04%;江西蛇纹石骨料在500℃时热重损失值最大为2.26%,且无热爆裂行为和无水镁石的影响，其高温结构稳定性较好，是三个产地中性能最佳的蛇纹石骨料。本文提出的不同粒径蛇纹石骨料高温下结构稳定性的测试方法，对推进国产蛇纹石骨料在核电反应堆、散裂中子源、核聚变材料辐照设施中的可维护测试单元等防中子辐射混凝土工程应用中具有一定指导意义。     

三水醋酸钠相变储能复合材料改性制备及储/放热特性

水合盐相变储热材料普遍存在的过冷和相分离现象是影响其热稳定性和热性能的关键问题。以中低温水合盐相变储热材料三水醋酸钠(SAT)为研究对象,采用熔融共混法将羧甲基纤维素(CMC)和十二水磷酸氢二钠(DHPD)作为添加剂对三水醋酸钠进行了改性研究,通过各成分的配比优化制备了高性能相变储热复合材料,利用DSC及熔融-凝固装置对改性材料进行了热物性和稳定性的测试,分析了不同质量分数的添加剂对相变储热复合材料的相变焓、相变温度、过冷度及相分离现象的影响;在此基础上采用改性的SAT相变储热复合材料构建了高密度储热器并搭建了相变储能热水实验系统,研究了不同运行工况下相变储热器的储/放热性能。结果表明:添加0.5%CMC和2%DHPD的相变储热复合材料有效改善了纯SAT的相分离严重和过冷度大的问题,具有良好的热稳定性,多次循环后复合样品的相变焓为258 k J?kg~(-1),相变温度为57℃,过冷度在2℃以内;相变储能热水系统在不同放热工况下出口水温度均超过50℃,放热过程中相变材料温度变化平稳,储热器的储放热效率高于90%,放热功率大于10 k W,且随着入口水温下降,放热功率、放热量及储放热效率都提高,相变储热器的储能密度是传统水箱的2.6倍。     

经热处理的蛇纹石粉体对金属磨损特性的影响

用X射线衍射仪分析了在550 ℃和900 ℃热处理的两种蛇纹石粉体的相结构变化,并研究了不同的分散剂对蛇纹石微细粉体在润滑油中的分散性.在MM-200型摩擦磨损试验机上进行摩擦磨损试验,使用的润滑油为基础油和分别含有2种经热处理的蛇纹石粉体的润滑油.借助扫描电子显微镜和能谱仪分析了在上述3种润滑油润滑下#45钢环的表面形貌和成分.结果表明:在900 ℃热处理后蛇纹石发生相变;用钛酸酯偶联剂进行表面修饰的蛇纹石粉体在润滑油中具有良好的分散性;润滑油中,2种经热处理的蛇纹石都可以在金属摩擦磨损表面形成保护膜.在摩擦过程中,两接触表面上的微凸部分对粉体的研磨作用使粉体粒子表面带有大量的悬挂键,同时接触的金属摩擦副也形成活化表面,从而使粉体颗粒吸附在金属表面.在载荷的作用下,蛇纹石粉体颗粒在磨损表面铺展形成自修复膜.     

高温碳酸熔盐的制备及传热蓄热性质

为满足太阳能高温传热、蓄热的要求,根据碳酸盐的相图数据,利用静态熔融的方法制备了碳酸钠-碳酸钾新型熔盐,并对熔盐添加氯化钠、氯化钾、碳酸锂等高熔点物质进行改性,采用差式扫描量热法（DSC）、重量法、电位滴定法和热循环法对混合熔盐的熔点、相变潜热、离子变化、热稳定性等热力学性质进行了表征。实验结果表明,碳酸锂改性后的碳酸熔盐熔点和相变潜热数据较氯化钠、氯化钾改性的优越,但价格较贵,不适合作为太阳能高温传热介质;价格较低的氯化钠改性后的碳酸熔盐具有熔点比二元碳酸熔盐低133℃、相变潜热增加为二元碳酸熔盐的1．9倍和在850℃以下热稳定性好的特点,是一种比较理想的高温热载体。     

橡胶改性酚醛树脂摩擦材料的研究

研究了用4种橡胶共混改性酚醛树脂的效果。通过对硼改性酚醛树脂(FB)、腰果壳油改性酚醛树脂(YM)及苯并噁嗪开环聚合酚醛树脂(BEN)进行热分析及摩擦性能试验，筛选出FB树脂为摩擦材料的基体树脂；对NBR、羧基丁腈橡胶、SBR及丁苯吡橡胶改性FB树脂摩擦材料进行冲击性能和摩擦性能试验，结果表明羧基丁腈橡胶改性FB树脂摩擦材料的综合性能最佳。     

蛇纹石对铁基金属摩擦副的减摩修复作用EI北大核心CSCD

系统总结了蛇纹石粉体的粒度、在润滑油脂中分散稳定性、热处理、稀土镧化合物及应用工艺等对其减摩修复作用的影响,明确了提升蛇纹石摩擦性能的调控方向。深入分析了铁基摩擦副减摩修复层在表面形貌、化学成分、晶相结构与机械性能等方面的特征及形成过程,探讨了蛇纹石对铁基摩擦副的减摩修复作用机制,提出了本领域尚未解决的关键问题及未来重点研究方向。     

三水醋酸钠相变储能复合材料改性制备及储/放热特性

水合盐相变储热材料普遍存在的过冷和相分离现象是影响其热稳定性和热性能的关键问题。以中低温水合盐相变储热材料三水醋酸钠（SAT）为研究对象,采用熔融共混法将羧甲基纤维素（CMC）和十二水磷酸氢二钠（DHPD）作为添加剂对三水醋酸钠进行了改性研究,通过各成分的配比优化制备了高性能相变储热复合材料,利用DSC及熔融-凝固装置对改性材料进行了热物性和稳定性的测试,分析了不同质量分数的添加剂对相变储热复合材料的相变焓、相变温度、过冷度及相分离现象的影响;在此基础上采用改性的SAT相变储热复合材料构建了高密度储热器并搭建了相变储能热水实验系统,研究了不同运行工况下相变储热器的储/放热性能。结果表明：添加0.5% CMC和2% DHPD的相变储热复合材料有效改善了纯SAT的相分离严重和过冷度大的问题,具有良好的热稳定性,多次循环后复合样品的相变焓为258 kJ·kg^-1,相变温度为57℃,过冷度在2℃以内;相变储能热水系统在不同放热工况下出口水温度均超过50℃,放热过程中相变材料温度变化平稳,储热器的储放热效率高于90%,放热功率大于10 kW,且随着入口水温下降,放热功率、放热量及储放热效率都提高,相变储热器的储能密度是传统水箱的2.6倍。     

蛇纹石对铁基金属摩擦副的减摩修复作用

系统总结了蛇纹石粉体的粒度、在润滑油脂中分散稳定性、热处理、稀土镧化合物及应用工艺等对其减摩修复作用的影响,明确了提升蛇纹石摩擦性能的调控方向。深入分析了铁基摩擦副减摩修复层在表面形貌、化学成分、晶相结构与机械性能等方面的特征及形成过程,探讨了蛇纹石对铁基摩擦副的减摩修复作用机制,提出了本领域尚未解决的关键问题及未来重点研究方向。     

溶液缩聚一锅催化高相对分子质量芳香聚酰胺磺酰胺合成及表征

为合成高相对分子质量芳香聚酰胺磺酰胺聚合物,采用三氯甲苯和氯磺酸为原料制备3-氯磺酰苯甲酰氯单体,在氢化钙/2-甲基吡啶复合催化剂条件下,以环丁砜为溶剂,使其与4,4-二氨基二苯醚(ODA)进行溶液缩聚"一锅"催化合成高相对分子质量芳香聚酰胺磺酰胺聚合物。利用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、核磁共振波普(~1H-MNR)、热重分析(TGA)和差示扫描量热仪(DSC)、电子万能试验机和CSM摩擦磨损试验机对高相对分子质量聚酰胺磺酰胺进行结构表征和热性能、力学性能以及摩擦性能分析;采用凝胶渗透色谱(GPC)表征聚酰胺磺酰胺的数均相对分子质量。结果表明:聚合物的数均相对分子质量为3.91×10~5;在5%的热分解温度为382 ℃,玻璃化转变温度T_g=218 ℃;聚合物的拉伸强度为(49.33±1.24) MPa,断裂伸长率为22.95%±0.41%,弹性模量为(2.53±0.51) GPa;聚合物复合二硫化钼润滑涂层在5 N载荷和摩擦距离850 m保持摩擦系数为0.082。     

改性碳酸氢钠形貌及热分解性能的研究

将环氧树脂(EP)对不同粒径的碳酸氢钠(SB)进行包覆改性得到改性碳酸氢钠(EP@SB),采用扫描电镜(SEM)、红外(FTIR)、差示扫描量热法(DSC)和热重(TG),探究不同粒径SB下改性碳酸氢钠形貌及热分解性能。结果表明,不同粒径的SB在EP包覆改性后其热分解性能有明显改善,其中200目的SB改性后效果较理想,起始分解温度从120.1℃升高到155.2℃,提高幅度达35.1℃;分解温度区间从58.6℃缩小到了22.6℃。极大扩宽了轻量化制品的应用范围。     

PMMA相变微胶囊的合成及其性能研究

将微胶囊技术应用于复合相变材料制备而得到的胶囊叫相变微胶囊。以硬脂酸(C_(18)H_(36)O_2)为囊心材料,甲基丙烯酸甲酯(MMA)为囊壁材料,十二烷基苯磺酸钠(SDBS)做乳化剂,偶氮二异丁腈(AIBN)做引发剂,用微波加热制备相变微胶囊。采用傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)进行囊壁结构分析,用马尔文粒度仪测试相变材料的粒径及其分布,用差示扫描量热分析仪(DSC)对其吸热、放热能力进行测试。实验主要研究了核壳比、乳化剂、引发剂等条件对微胶囊颗粒大小、热性能的影响。     

PEG改性高温煤焦油复掺石油沥青性能

将聚乙二醇(PEG)与煤焦油在70～75℃搅拌共混改性后加入到基质沥青中,通过三大指标、傅里叶红外光谱仪、动态剪切流变实验和扫描差示量热实验对其改性性能进行分析。结果表明,改性沥青针入度和延度降低,软化点升高;根据Lambera Beer定律,定量分析峰面积,36. 12%的聚乙二醇分子参与改性去毒;改性沥青复数剪切模量和车辙因子随温度升高而减小,相位角随温度升高而增大,抗车辙能力较基质沥青改性沥青高温性能提高近10℃; 37. 5℃以上,10%～15%掺加量,改性效果最好; 37. 5℃以下,掺量越大,改性效果越好;改性后玻璃化温度升高不明显,掺加20%比例改性剂时,玻璃化转变温度最高提升2. 7℃。相比于基质沥青,改性沥青低温性能略有降低,但高温性能显著提高。     

相变材料复合八水氢氧化钡的制备及热性能

纯八水氢氧化钡相变蓄热材料在使用过程中存在凝固过冷、相分离及体积变化等问题,因此需要对其进行相应的改性研究。本文根据相变蓄热材料成核机理,以八水氢氧化钡为相变蓄热材料基材,一水氢氧化钡及去离子水作为复合添加剂,制备了混合比例为95.1% Ba（OH）₂·8H₂O+2% Ba（OH）2·H₂O+2.9% H₂O的复合相变蓄热材料。对该复合相变蓄热材料进行了热性能测试,结果表明：复合相变蓄热材料的平均热导率为1.2W/（m·K）、相变潜热值为263.7kJ/kg;在复合相变蓄热材料融化过程中进行升温-压力实验,测试数据显示容器内部的相对压力不超过0.09MPa;利用恒温金属浴仪器对该复合相变蓄热材料进行300次融化/凝固循环实验,测试数据显示复合相变蓄热材料过冷度增加量0.7℃、相变潜热值降低0.796%。改性后的复合相变蓄热材料相变温度适宜、热性能稳定,可推广应用于中低温相变储热系统。     

腰果壳酚改性酚醛树脂的制备与表征

酚醛树脂作为重要的摩擦材料胶粘剂,其热稳定性对摩擦制动材料的性能有至关重要的影响。为改善传统酚醛树脂耐热性不足的缺点,以腰果壳酚、苯酚、甲醛为原料制备了改性酚醛预聚体,并利用DSC和TG等分析手段,对改性后的酚醛树脂进行了表征,结果表明:腰果壳酚改性酚醛树脂的热失重过程主要发生在400℃以上,其耐热性相比普通酚醛树脂有较大提高,适合用作高温摩擦制动材料的胶粘剂。     

日光温室用无机复合相变材料的制备及应用研究

为改善日光温室热环境,采用步冷曲线法和差示扫描量热法等实验方法研究制备了一种Na₂SO₄·10H₂O-Na₂HPO₄·12H₂O基复合相变材料,并将其改性后应用在温室模型中进行效果实验。实验结果表明：改性后此材料的最佳配比（质量分数）为21.37%Na₂SO₄·10H₂O+64.10%Na₂HPO₄·12H₂O+4.27%KCl+4.27%H₂O+4.27%Na₂SiO₃·9H₂O+0.86%石墨粉+0.86%羧甲基纤维素钠（CMC）,其过冷度降至0.6 ℃、相变温度为25.1 ℃、相变潜热为143.7 J/g,经过200次冷热循环实验,相变材料仍能保持较好的相变性能;将其应用在温室模型中对比发现,该相变材料可减小温室内温度波动,晴天条件下相变材料可使室内最高温度降低1.6~3.1 ℃,使室内最低温度提高1.7~2.7 ℃,使土壤温度提高0.3~1.4 ℃,且连续晴天条件下相变材料的控温效果更加明显。     

硬脂酸脂肪酯作为温室控温相变材料的制备及性能研究

相变材料可对室内温度进行调控,采用酰氯醇解法将硬脂酸及直链脂肪醇合成系列硬脂酸酯(18-8,18-10,18-12,18-14)作为温室控温相变材料,并通过傅里叶变换红外光谱(FT—IR)、核磁共振(1H NMR)、差示扫描量热仪(DSC)、热重分析仪(TGA)、导热仪等对其结构、热性能及导热性能等进行了测定。结果表明:该系列硬脂酸酯的相变温度为22.2~44.8oC,相变焓为138.7~155.7 kJ·kg~(-1),并具有良好的热稳定性和导热性能,适于作为温室控温相变材料。     

PEG改性高温煤焦油复掺石油沥青性能

将聚乙二醇(PEG)与煤焦油在70～75℃搅拌共混改性后加入到基质沥青中,通过三大指标、傅里叶红外光谱仪、动态剪切流变实验和扫描差示量热实验对其改性性能进行分析。结果表明,改性沥青针入度和延度降低,软化点升高;根据Lambera Beer定律,定量分析峰面积,36. 12%的聚乙二醇分子参与改性去毒;改性沥青复数剪切模量和车辙因子随温度升高而减小,相位角随温度升高而增大,抗车辙能力较基质沥青改性沥青高温性能提高近10℃; 37. 5℃以上,10%～15%掺加量,改性效果最好; 37. 5℃以下,掺量越大,改性效果越好;改性后玻璃化温度升高不明显,掺加20%比例改性剂时,玻璃化转变温度最高提升2. 7℃。相比于基质沥青,改性沥青低温性能略有降低,但高温性能显著提高。