蒙脫土改性酚醛樹脂基摩擦材料的制備及其性能研究.pdf

1、由于現(xiàn)代汽車技術(shù)的迅猛提升，對應(yīng)的汽車用摩擦材料的性能要求也變得更加嚴(yán)格。樹脂基車用摩擦材料因其優(yōu)越的摩擦性能，在中小型汽車中得到廣泛應(yīng)用。而用作摩擦材料中基體材料粘結(jié)劑的聚合物樹脂，其重要性也得到突顯。所以，針對常用作粘結(jié)劑的酚醛樹脂的改性研究，越來越被重視。
　　本研究中使用十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)與硅烷偶聯(lián)劑KH-560兩種改性劑對蒙脫土進(jìn)行有機(jī)化處理，比較了不同改性劑處理后的蒙脫土的紅外光譜圖和X射線衍射圖譜。然后

2、又分別采用單體原位插層法和機(jī)械力球磨法兩種不同的方法，利用有機(jī)化處理過的蒙脫土對酚醛樹脂進(jìn)行插層改性。最后將改性后的酚醛樹脂作為基體材料，添加各種增強(qiáng)纖維及填料，經(jīng)混合后制備成摩擦材料試樣，測試其摩擦性能及力學(xué)性能，得到如下結(jié)論:
　　(1)通過紅外光譜分析，兩種不同的改性劑都能對蒙脫土進(jìn)行有機(jī)化處理，X射線衍射分析表明，CTAB長鏈替代了蒙脫土層間的陽離子，而KH-560水解生成的低聚物則與蒙脫土層間的羥基發(fā)生反應(yīng)，都能擴(kuò)大蒙脫

3、土片層，使蒙脫土的層間距有明顯的增加。同時(shí)，蒙脫土層間的親水環(huán)境經(jīng)有機(jī)化處理后轉(zhuǎn)變?yōu)橛H油環(huán)境，更有利于酚醛樹脂與蒙脫土進(jìn)行插層聚合。
　　(2)通過不同改性劑摻量和不同反應(yīng)條件下的實(shí)驗(yàn)可以看出，在相同反應(yīng)時(shí)間和反應(yīng)溫度相同時(shí)，改性劑的含量越大，蒙脫土的層間距也越大。而改性劑含量一定時(shí)，反應(yīng)時(shí)間和溫度變大，其層間距也有增加。CTAB有機(jī)化處理過的蒙脫土的層間距大于KH-560有機(jī)化處理的蒙脫土的層間距。
　　(3)通過掃描電鏡

4、分析發(fā)現(xiàn)，利用有機(jī)化蒙脫土對酚醛樹脂改性后，會(huì)形成插層型和剝離型兩種結(jié)構(gòu)的復(fù)合材料。XRD分析表明隨著蒙脫土含量的增大，一級衍射峰越來越明顯，而2θ也向小角移動(dòng)，蒙脫土層間距由原來的1.44nm最大可擴(kuò)大到1.74nm左右。
　　(4)利用兩種不同方法進(jìn)行有機(jī)化蒙脫土改性酚醛樹脂后，都可以改善酚醛樹脂的高溫耐熱性能。未改性的酚醛樹脂在剩余率為85％時(shí)的熱分解溫度為397.7℃，而改性后的酚醛樹脂最高可達(dá)495.2℃，改性后的比未改

5、性的熱分解溫度高出95.5℃。同時(shí)未改性酚醛樹脂600℃時(shí)的質(zhì)量剩余率分別為13.68％，改性酚醛樹脂最高為56.42％，提升了42.14％。
　　(5)經(jīng)摩擦測試發(fā)現(xiàn)，改性后的酚醛樹脂基摩擦材料的摩擦系數(shù)高且穩(wěn)定性好，在100～350℃摩擦系數(shù)為0.30～0.41;磨損率低且耐高溫性能增強(qiáng)，在250℃時(shí)，未改性樹脂基摩擦材料磨損率為0.76×10-7cm-3/(N.m)，改性樹脂基摩擦材料磨損率最低為0.40×10-7cm-3/