劍麻增強聚砜改性酚醛樹脂復合摩擦材料的制備及性能研究.pdf

1、隨著高性能摩擦復合材料對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)保型摩擦復合材料成為研究的熱點之一,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)為增強纖維,通過模壓成型工藝制備SF／改性PF復合摩擦材料。利用動態(tài)DSC研究聚砜的加入對酚醛樹脂固化反應動力學的影響,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對改性酚醛樹脂復合摩擦材料的力學性能、摩擦磨損性能、熱性能及硬度的影響,并借助掃描電鏡(SEM)觀察復合摩擦材料的磨損面形貌,研究其磨損機理。主要得出以下結論：
　　 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Ea值,當聚砜含量為10％B寸,PF／PSF共混體系Ea值最小,但體系的固化反應級數(shù)變化不大。KAS法表明,酚醛樹脂的固化過程比較

3、復雜,Ea值隨轉化率變化而改變。聚砜加劇了初始轉化率下Ea值的變化趨勢,高轉化率下的固化機理改變。酚醛樹脂的固化工藝得到確定。
　　 ⑵與聚砜共混后,改性酚醛樹脂復合材料力學性能都有提高。其中,聚砜含量為5％時,改性酚醛樹脂復合材料的沖擊強度和彎曲強度最高,分別比純酚醛復合材料提高了24.1％和10.3％。摩擦試驗表明,改性酚醛樹脂復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。當聚砜含量為5％時,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,當聚砜含量為5％時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理,磨損面存在凹點和剝落現(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,復合摩擦材料的力學性能呈先增加后降低的趨勢,當樹脂含量為25％時,復合摩擦材料的力學性能最佳。TG表明,隨著樹脂含量的增加,復合摩擦材料的耐熱性能逐漸降低。復合摩擦材料的摩擦系

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