劍麻增強(qiáng)聚砜改性酚醛樹脂復(fù)合摩擦材料的制備及性能研究.pdf

1、隨著高性能摩擦復(fù)合材料對(duì)無石棉化和高性能化要求的不斷提高,開發(fā)能夠替代石棉摩擦材料的環(huán)保型摩擦復(fù)合材料成為研究的熱點(diǎn)之一,要求材料具有更高的熱分解溫度、足夠的摩擦因數(shù)、高的耐磨性能是研究的關(guān)鍵。本文通過熔融共混的方法利用聚砜(PSF)改性酚醛樹脂(PF),并以此作為基體樹脂,以表面處理后的劍麻纖維(SF)為增強(qiáng)纖維,通過模壓成型工藝制備SF／改性PF復(fù)合摩擦材料。利用動(dòng)態(tài)DSC研究聚砜的加入對(duì)酚醛樹脂固化反應(yīng)動(dòng)力學(xué)的影響,研究聚砜的加入

2、量、樹脂的含量及劍麻纖維和鋼纖維混雜增強(qiáng)對(duì)改性酚醛樹脂復(fù)合摩擦材料的力學(xué)性能、摩擦磨損性能、熱性能及硬度的影響,并借助掃描電鏡(SEM)觀察復(fù)合摩擦材料的磨損面形貌,研究其磨損機(jī)理。主要得出以下結(jié)論：
　　 ⑴TG表明聚砜的加入提高了酚醛樹脂的耐熱性能。DSC研究表明聚砜的加入能降低共混體系的固化反應(yīng)Ea值,當(dāng)聚砜含量為10％B寸,PF／PSF共混體系Ea值最小,但體系的固化反應(yīng)級(jí)數(shù)變化不大。KAS法表明,酚醛樹脂的固化過程比較

3、復(fù)雜,Ea值隨轉(zhuǎn)化率變化而改變。聚砜加劇了初始轉(zhuǎn)化率下Ea值的變化趨勢(shì),高轉(zhuǎn)化率下的固化機(jī)理改變。酚醛樹脂的固化工藝得到確定。
　　 ⑵與聚砜共混后,改性酚醛樹脂復(fù)合材料力學(xué)性能都有提高。其中,聚砜含量為5％時(shí),改性酚醛樹脂復(fù)合材料的沖擊強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度最高,分別比純酚醛復(fù)合材料提高了24.1％和10.3％。摩擦試驗(yàn)表明,改性酚醛樹脂復(fù)合摩擦材料的摩擦系數(shù)比純酚醛摩擦材料的摩擦系數(shù)更高、更穩(wěn)定。當(dāng)聚砜含量為5％時(shí),抗熱衰退性能最好

4、,其耐磨性也較好。TG表明聚砜改性酚醛樹脂的熱穩(wěn)定性提高了,當(dāng)聚砜含量為5％時(shí)摩擦材料的耐熱性最好。純酚醛摩擦材料的磨損主要為粘著磨損和熱磨損機(jī)理,磨損面存在凹點(diǎn)和剝落現(xiàn)象；加入聚砜后,材料的磨損主要為粘著磨損,磨損面較平整。
　　 ⑶隨著樹脂含量的增加,復(fù)合摩擦材料的力學(xué)性能呈先增加后降低的趨勢(shì),當(dāng)樹脂含量為25％時(shí),復(fù)合摩擦材料的力學(xué)性能最佳。TG表明,隨著樹脂含量的增加,復(fù)合摩擦材料的耐熱性能逐漸降低。復(fù)合摩擦材料的摩擦系

5、數(shù)跟耐熱性能密切相關(guān),樹脂含量越高,耐熱性越差,摩擦材料的熱衰退越明顯。綜合各項(xiàng)摩擦磨損性能,樹脂含量為20％時(shí)的摩擦磨損性能最佳。SEM揭示出復(fù)合摩擦材料的不同的磨損特征,當(dāng)樹脂含量最佳時(shí),磨損面最為平整。
　　 ⑷劍麻與鋼纖維混雜增強(qiáng)酚醛樹脂復(fù)合摩擦材料,當(dāng)劍麻纖維含量為15％,鋼纖維含量為10％時(shí),混雜增強(qiáng)酚醛復(fù)合材料的沖擊和彎曲強(qiáng)度分別為3.82 kJ／m2和59.6MPa,力學(xué)性能最佳。隨著劍麻纖維含量的增加,混雜增強(qiáng)