劍麻纖維-酚醛樹脂摩擦復合材料的制備及性能研究.pdf

1、本文采用堿處理、硅烷偶聯(lián)劑處理、阻燃劑處理對劍麻纖維進行表面處理，并借助FTIR、TG、SEM手段表征了處理前后的劍麻纖維表面狀況和熱性能的變化。將不同含量、不同處理的劍麻纖維分別與酚醛樹脂、填料等熔融輥煉，通過模壓成型工藝制備SF/PF摩擦復合材料。研究了劍麻纖維含量、表面處理方法對SF/PF復合材料力學性能、動態(tài)力學性能、蠕變應力松弛、熱穩(wěn)定性、耐磨性等的影響。借助SEM觀察了復合材料沖擊斷面、磨損面的形態(tài)結構，并討論其磨損機理。本

2、文主要結論如下： 1.FTIR分析結果表明，劍麻纖維經表面處理后結構發(fā)生了部分變化，在1736cm-1處的吸收峰消失，表明半纖維素已被除去。TG結果表明，表面處理后SF的表觀分解溫度比未處理SF有所提高，尤其阻燃劑處理后的SF初始分解溫度比未處理SF提高13.6℃。SEM圖表明，表面處理后的劍麻纖維形態(tài)結構發(fā)生了變化，纖維表面變得更粗糙，比表面積增大。 2.SF/PF復合材料的力學性能、動態(tài)力學性能表明：當SF含量15％

3、時，SF/PF復合材料的沖擊強度、彎曲強度分別為5.58 kJ·m—2和67.69 MPa，比未加SF的復合材料分別提高了14.6％和13.6％，玻璃化轉變溫度(Tg)提高了13℃；SF經偶聯(lián)劑處理后，SF/PF復合材料的沖擊強度、彎曲強度比未處理SF/PF復合材料均有較大提高，儲能模量達到6310 MPa(40℃時)，Tg達到216℃，其儲能模量和Tg分別比未處理復合材料提高2倍和15℃。沖擊斷面SEM圖表明，劍麻纖維的表面處理對提高

4、復合材料的界面黏結性具有一定的作用。 3.SF/PF復合材料的TG、熱膨脹性能結果表明：隨著SF含量的增加，復合材料的高溫殘留量和熱分解溫度逐漸降低(相同失重時)，SF含量30％的復合材料在700℃的殘留量比未加SF的復合材料減少了22.03％；線膨脹系數(shù)隨著SF含量的增多呈先減小后增大，當SF含量為20％時，SF/PF復合材料的線膨脹系數(shù)達到最小值；SF經阻燃劑處理后，SF/PF復合材料的熱分解溫度(失重15％時)比未處理SF

5、增強的復合材料提高了59℃。 4.劍麻纖維含量、表面處理方法對SF/PF復合材料的耐磨性有明顯的影響。SF含量10％時，復合材料的磨損體積為6.6×10-4cm3，比未加SF時復合材料的磨損體積減少了56.3％，耐磨性優(yōu)良；SF含量超過30％時，復合材料磨損加??；SF經阻燃劑處理后，SF/PF的復合材料磨損體積為5.3×10-4 cm3，比未處理SF/PF復合材料的減少了77.2％。磨損面SEM圖表明，隨著劍麻纖維含量的增加，復