碳纖維自行車隔熱型剎車摩阻材料的制備及性能研究.pdf

1、自上世紀(jì)70年代碳纖維復(fù)合材料開始應(yīng)用于自行車設(shè)計(jì)和制造以來，碳纖維復(fù)合材料在以高強(qiáng)度輕量化為目標(biāo)的自行車行業(yè)逐漸被人們認(rèn)可，受到了越來越多的關(guān)注。近年來碳纖維復(fù)合材料技術(shù)不斷的發(fā)展，同時(shí)碳纖維價(jià)格也不斷下跌，這些都促進(jìn)了碳纖維復(fù)合材料在自行車領(lǐng)域的應(yīng)用與研究。目前高級(jí)自行車的零組件選用碳纖維復(fù)合材料已經(jīng)蔚為風(fēng)氣，由于碳纖維材料自身優(yōu)異的特性，利用碳纖維材料制成的零件完全可以滿足比賽用自行車輕量高強(qiáng)的要求。
　　但是，由于自行車輪

2、圈的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，被公路自行車廣泛使用的“V”型剎車對自行車輪圈摩擦面的性能要求比較苛刻，所以目前碳纖維復(fù)合材料自行車仍面臨許多問題。本課題基于優(yōu)化全復(fù)合材料自行車輪圈耐熱性能和摩擦性能的目的，從樹脂改性入手，研究了一種隔熱型耐摩擦層，這層耐摩擦層不僅能起到隔絕熱量保護(hù)輪圈的作用，還能一定程度上增強(qiáng)輪圈的耐摩擦性能。
　　本文對耐熱環(huán)氧樹脂進(jìn)行了基礎(chǔ)性研究，利用外推法得到樹脂體系的特征溫度，確定了樹脂的固化工藝;該樹脂還具有較好的

3、力學(xué)性能，為后續(xù)樹脂基體的改性奠定了基礎(chǔ)。
　　在耐熱環(huán)氧樹脂體系的基礎(chǔ)上，加入無機(jī)填料粒子對樹脂進(jìn)行改性，并對樹脂的基本性能進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)隨著改性填料的加入，樹脂的粘度普遍增加，同時(shí)樹脂的凝膠時(shí)間普遍減少;硅藻土填料的加入，一定程度上促進(jìn)了樹脂的固化反應(yīng)，降低了固化溫度;少量填料的加入可以提升樹脂澆注體的力學(xué)性能，但是隨著填料含量的增加，填料在樹脂內(nèi)部容易團(tuán)聚，造成了澆注體內(nèi)部的微觀缺陷，降低了樹脂的強(qiáng)度，使得澆注體的力學(xué)性能隨

4、著填料的加入略有下降。
　　在樹脂改性的基礎(chǔ)上利用玄武巖纖維制成硅藻土改性樹脂基玄武巖纖維復(fù)合材料，對復(fù)合材料的熱性能和摩擦性能進(jìn)行了研究。
　　通過對復(fù)合材料熱性能的研究，發(fā)現(xiàn):對于硅藻土改性樹脂基玄武巖纖維復(fù)合材料來說，隨著硅藻土填料含量的提高，材料的熱導(dǎo)率隨之降低，與普通的樹脂基復(fù)合材料相比熱導(dǎo)率有較明顯的下降。
　　通過對復(fù)合材料摩擦性能的研究，發(fā)現(xiàn):對于硅藻土改性樹脂基玄武巖纖維復(fù)合材料來說，隨著硅藻土填料含