摩擦材料用树脂性能评述

１　前言　　制造各种刹车衬片、离合器面片的摩擦材料,是一类树脂基复合材料,其基本组成要素为粘合剂体系（含树脂及固化剂、固化促进剂、树脂改性剂）;填充增强体系（含填充剂、增强剂、表面处理剂等）;摩擦性能调整体系（含可分别调整摩擦系数、磨损率、硬度、热性能、孔隙率等性能助剂）。除此之外,有时还需包括加工成型性能调节剂（流动性、润滑性助剂）。作为粘合剂的树脂无疑是摩擦材料组成的核心,它的性能对刹车片及离合器面片起着举足轻重的作用。由于综合性能较理想,至今,酚醛树脂仍居于此类用途树脂的主流地位。本文将就…     

混杂纤维含量对树脂基摩擦材料摩擦磨损性能的影响

为了研究多种只由非金属混合组成的增强纤维对树脂基摩擦材料摩擦磨损性能的影响,以腰果壳油改性酚醛树脂(CNSL)为基体,按不同比例加入玻璃纤维、碳纤维和芳纶浆粕纤维,采用热压烧结技术制备摩擦材料.利用与高速钢配副的环块摩擦磨损试验机研究摩擦材料在不同制动工况下的摩擦磨损性能,并利用扫描电子显微镜分析了材料的磨损形貌.结果...     

摩擦膜特征对陶瓷增强酚醛树脂基材料摩擦性能影响

针对目前对于摩擦膜物理特征与材料摩擦性能之间关系的研究较少的情况,选用大尺寸石英颗粒与酚醛树脂基体进行复合,利用销–盘式摩擦试验机对其摩擦磨损性能进行测试.摩擦结束后,采用纳米/微米压痕法表征颗粒表面摩擦膜的力学特性,并通过扫描电子显微镜观察摩擦膜微观形貌.测试结果显示,酚醛树脂粘结剂在21.9％～29.4％时,摩擦系...     

摩擦材料中树脂基体的选用

概述了摩擦材料对树脂基体的性能要求，讨论了硼改性酚醛树脂，三聚氰胺-腰果壳油改性酚醛树脂和开环聚合酚醛树脂的改性方法，并对它们的热性能进行了比较分析，测试了以这三种改性酚醛树脂为基体的摩擦材料的摩擦性能，结果表明，三聚氰胺-腰果壳油改性酚醛树脂为适宜的摩擦材料用基本树脂。     

海泡石纤维含量对树脂基摩擦材料性能的影响

实验采用干法工艺制备了几种以芳纶和海泡石混合纤维为增强体的摩擦材料，重点研究了海泡石含量对摩擦材料性能的影响。试验结果表明：海泡石纤维含量在15％时所制成的摩擦片，其摩擦系数较高，磨损率低，力矩曲线较为理想且稳定性好。     

酚醛树脂基摩擦材料高温摩擦性能的研究进展

分别从有机、无机、纳米及复合改性方面介绍了酚醛树脂（PF）基摩擦材料高温摩擦性能的研究进展。在这些改性方法中,由于改性剂与PF分子之间能形成化学键、氢键或范德华力,或直接将PF中易高温分解的酚羟基反应而生成耐热性较强的化学键,加上改性剂的补强作用,使得PF基摩擦材料的高温摩擦性能得到显著提高。     

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。     

石墨烯改性碳纤维树脂基复合材料的制备及其性能

为了解决碳纤维表面的惰性、光滑、非极性、与树脂粘合度差的问题,引入了新型纳米材料石墨烯,介绍了石墨烯改性碳纤维树脂基复合材料的制备过程、表征分析方法,并以实际数据分析了石墨烯含量对复合材料的力学性能、导电性能、抗压性能的影响.结果表明,石墨烯的加入增强了复合材料的导电性、抗压性,石墨烯含量控制在0.2％时对剪切性能、弯...     

石墨烯润滑脂制备工艺对摩擦性能的影响

以石墨烯和锂基润滑脂为原料,利用WXQM-2A型轻型卧式行星球磨机研究了球料比、球磨转速、球磨时间等制备工艺对润滑脂摩擦性能的影响。采用MMW-1微机控制万能摩擦磨损试验机对其摩擦系数进行了测试。结果表明当制备工艺为球料比5∶1、球磨转速600 r/min、球磨时间1 h时,润滑脂与石墨烯混合均匀,表现出良好的摩擦性能。同时考察了石墨烯含量对其摩擦性能的影响,当石墨烯添加量为0.5%时,石墨烯润滑脂的摩擦系数为0.055、磨斑直径为0.461 mm,较原始润滑脂摩擦系数降低了39%、磨斑直径降低了29.4%。     

褶皱石墨烯球对润滑油摩擦性能的影响

利用带有长链烷烃的硬脂酸和油酸对球状石墨烯进行表面修饰,得到亲油性褶皱石墨烯球（MCGB）,采用FTIR、SEM等方法对其结构和形貌进行表征;研究了MCGB不同比例添加量在基础油中的分散性能和摩擦性能,并探讨MCGB在润滑油中的润滑机理。结果表明：基础油中添加少量MCGB可以明显改善其抗磨减摩效果,其中添加量为0.010%时效果最佳,但添加过量其减摩性能会失效。     

“核-壳”微胶囊改性碳纤维树脂基摩擦材料的性能研究

为了进一步提高树脂基复合材料在使用中的安全性和使用寿命,本文引入一种具有自修复性能的微胶囊,以修复粘结产生的微裂纹,从而改善材料的摩擦学性能。通过界面聚合法,以脲醛树脂为囊壁,环氧树脂为囊芯材料,制备微胶囊,并分析乳化剂的用量对微胶囊产率和囊芯率的影响;采用SEM观察微胶囊的微观形貌、FTIR表征化学组分;研究微胶囊的加入对复合材料摩擦磨损性能的影响规律。实验结果表明,制备微胶囊直径为40～60μm、壁厚为2～3μm的粗糙球体;乳化剂的优化用量为14mmol时,微胶囊的产率为67.5%,囊芯率为64.88%;当微胶囊的添加量为5%时,复合材料的平均摩擦系数为0.141,比未添加时提高了19%,磨损率明显降低了40%,表明微胶囊技术能够较好地改善复合材料的摩擦性能。     

长石粉对酚醛树脂基摩擦材料性能的影响

采用热压成型工艺制备混杂纤维增强酚醛树脂基摩擦材料,在定速式摩擦试验机和万能试验机上研究了不同长石粉含量对材料摩擦磨损性能和力学性能的影响,借助扫描电子显微镜观察磨损表面形貌并分析其磨损机理。结果表明,长石粉的加入对材料的力学性能有明显改善,相比于无长石粉的材料,当长石粉质量分数为6%时,材料的弯曲强度、压缩强度、剪切强度和冲击强度和洛氏硬度分别提高17.76%,10.62%,15.75%,7.81%和5.24%,但密度降低6.34%。且长石粉质量分数为6%时摩擦材料摩擦磨损性能最佳,100℃时的摩擦系数高达0.51,且磨损率最低,为1.2×10-8cm3/(N·m);其磨损机制从200℃时的粘着磨损转变为300℃时的典型磨粒磨损。     

竹炭/碳纤维增强树脂基摩擦材料摩擦磨损性能

采用腰果壳油改性酚醛树脂和丁腈橡胶为粘结剂,具有高弹性模量和高强度的碳纤维为增强纤维,竹炭、重晶石和蛭石等为填料,采用热压成型工艺制备树脂基摩擦材料,研究了竹炭含量对摩擦材料的剪切强度、密度和摩擦磨损性能的影响,借助扫描电镜观察磨损表面形貌并分析磨损机理。结果表明:随着竹炭含量的增加,材料的剪切强度和密度相应减少;添加竹炭能明显提升在250℃和350℃下的摩擦系数,对于100℃下的摩擦系数影响较小;增加竹炭含量,材料的磨损率逐渐变大,磨损机制由单一磨粒磨损向黏着磨损和磨粒磨损的复合磨损机制转变。     

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。     

弹性聚氨酯基摩擦电材料输出性能影响的研究

弹性材料在柔弹性摩擦纳米发电机领域的发展至关重要,由于弹性摩擦电材料发生形变时会导致电输出性能降低。因此本研究以浇注型弹性体聚氨酯为原料,制备具有高输出性能的弹性摩擦纳米发电机,研究了不同作用力、不同温度、不同湿度对浇注型弹性体聚氨酯摩擦电材料的影响规律。实验结果表明：随着作用力的增加,弹性摩擦纳米发电机的输出性能呈现出相同的增加趋势,最大输出性能为8.07 nC,23.95 V,170.97 nA;随着温度的增加,弹性摩擦纳米发电机表现出较稳定的输出性能;随着湿度的增加,在相对湿度为60%时,仍然具有稳定的输出性能。     

亚麻纤维对酚醛树脂基摩擦材料的影响

通过对亚麻纤维进行改性处理,以酚醛树脂为基体,石墨、硫酸钡等为填料制备了不同含量亚麻纤维增强树脂基摩擦材料.利用电动洛氏硬度机、定速摩擦磨损试验机、场发射扫描电镜等设备,研究了亚麻纤维对摩擦材料的物理性能、力学性能和摩擦磨损性能的影响,观察了磨损后的表面形貌.研究结果表明:亚麻纤维能增加摩擦材料的冲击强度、稳定摩擦系数...     

树脂含量对稀土摩阻材料摩擦磨损性能的影响

在制备的新型稀土摩阻材料中，研究了丁腈改性酚醛树脂粘结剂含量变化对材料性能的影响。结果表明：在本文实验条件下，树脂粘结剂的含量对稀土摩阻材料的摩擦磨损性能有较大影响，当树脂粘结剂含量为20％时。材料的摩擦磨损性能最佳，并且分析了树脂粘结剂含量对材料性能影响的相关因素。     

聚醚砜酮树脂基摩擦材料的性能研究

采用固体润滑剂石墨、ＭｏＳ２和含二氮杂萘联苯型聚醚砜酮（ＰＰＥＳＵＫ）研制出ＰＰＥＳＵＫ基减摩复合材料,所得材料的耐磨性能良好,且具有优异的耐热性能,是一类新型无油润滑的耐高温低摩擦材料。     

修饰碳纳米管对树脂基摩擦材料力学性能的影响

通过超声及表面化学修饰等手段提高多壁碳纳米管(MWNTs)在树脂基体中的分散性。研制了以酚醛树脂(PF)为基体的无金属摩擦制动材料。添加经过表面修饰的MWNTs对摩擦材料进行增强。系统分析了MWNTs的表面修饰、用量等对摩擦材料力学性能的影响。结果表明,经过氨基化修饰的MWNTs(MWNTs-NH2)对摩擦材料的改性效果比酸化修饰的MWNTs(MWNTs-COOH)好。当修饰MWNTs的用量为PF质量的1%时,摩擦材料弯曲强度、冲击强度和硬度均达到最大,其中添加1%MWNTs-NH2时各项性能分别提高82.1%、145.4%和86.5%。