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以树脂为基体的汽车制动摩擦材料具有诸多优点,例如摩擦系数稳定、磨损率低、制动噪声小和成本低等,因而在多种领域特别是交通方面(汽车、火车)得到广泛应用。树脂基体作为粘结剂是树脂基汽车制动摩擦材料中非常重要的组成部分,同时基体粘结剂也是导致复合材料产生热衰退的主要原因,提高基体材料的耐热性能改善摩擦材料的热稳定性、降低热衰退作用。同时提高基体的韧性能够改善复合材料的性能。本文添加钼酸铵并丁腈橡胶对酚醛树脂(PF)进行化学改性,对树脂的分解温度和韧性加以改进提高,制备满足汽车制动要求性能的摩擦材料。 本文主要工作如下: 1.按照正交试验方案,制备热固性改性酚醛树脂,确定改性树脂的改性合成工艺条件。以苯酚、甲醛为合成基础材料,氢氧化钠进行催化,通过化学方法制取钼-丁腈橡胶改性的PF。通过正交试验结果确定改性酚醛树脂的最合适的合成条件:醛酚摩尔比1.2,实验反应温度为90℃,实验反应时间2h,钼酸铵加入量3%,丁腈橡胶加入量4%。 2.红外光谱曲线和热重曲线表明钼元素和丁腈橡胶中长的柔性链段通过化学方法分别进入到酚醛树脂链中,改性酚醛树脂耐热性能优异。改性后酚醛树脂的起始分解温度达到370℃,比未改性的PF的起始分解温度提高约120℃。 3.实验自制的改性PF为基体粘结剂制备摩擦材料,测试不同改性PF加入量下的试样的机械性能和摩擦性能。分析数据得到树脂含量为9%时的摩擦材料试样的测试性能较好。对实验结果分析比较发现:改性树脂做的基体的摩擦材料试片在制动过程中摩擦系数适宜且比较稳定、试片的磨损少,是性能优异的制动材料。 4.结合摩擦材料试片在各个阶段温度下磨损后的扫描形貌,分析得到实验试片在低温阶段主要是磨粒磨损,中温阶段是粘着磨损和疲劳磨损,高温阶段主要是热磨损和磨粒磨损,还有少量着粘着磨损。钼-丁腈橡胶改性的PF,降低了基体树脂的高温分解率,从而维持了摩擦系数的稳定性。