摩擦材料基体酚醛树脂的纳米坡缕石改性

论文摘要

酚醛树脂(PF)的发现、合成并获得广泛应用,已有一百多年的历史,与其他合成树脂相比,酚醛树脂具有较好的耐热性和较高的烧蚀残碳率。但是随着现代科技的飞速发展,一些领域对树脂的耐热性及其它性能提出了更高的要求,传统意义上的酚醛树脂已不能满足各种材料的使用要求。因此,对酚醛树脂进行复合改性,开发高性能酚醛复合材料是研究方向之一。本文利用贵州坡缕石矿物制备出的纳米材料,采用原位聚合法合成了纳米坡缕石改性酚醛树脂的复合材料。研究了所制备的酚醛树脂纳米复合材料的结构和热稳定性,并且研究了以自制酚醛树脂纳米复合材料为基体的刹车片摩擦材料的摩擦磨损性能。结果表明:经表面化学处理的纳米粒子能比较均匀地分散到改性酚醛树脂基体中;所制备的改性树脂具有优异的热稳定性,具有较高的高温残碳率;由改性酚醛树脂制成的摩擦材料的摩擦磨损性能显著改善,刹车片的摩擦系数稳定、高温下磨损率小,有效地避免了摩擦磨损性能的热衰退,扩大了高温制动范围。作为高性能摩擦材料,具有广阔的应用前景和使用价值。本文首先利用正交试验法优选了坡缕石提纯工艺。在矿浆浓度10%,离心速度2500r/min下离心5min,可使坡缕石矿石纯度从50.23%提高到88.03%。并通过对四种球磨方法的分析比较发现,干一湿式球磨法的效果最好,即按1/2体积装载量加入坡缕石粉体,在转速150r/min,每10min交替转换转动方向条件下,先干式球磨30小时再加入工业乙醇10～12ml制成浆糊状继续球磨30小时。利用这种方法制出的坡缕石纳米效果比较理想。并用硅烷偶联剂对坡缕石纳米进行改性,使坡缕石纳米在酚醛树脂中更均匀的分散。

论文目录

• 目录
• 中文摘要
• Abstract
• 第一章 概述
• 1.1 酚醛树脂简介
• 1.2 摩擦材料基体酚醛树脂的改性研究进展
• 1.2.1 桐油改性酚醛树脂（PF）
• 1.2.2 纳米粒子改性酚醛树脂（PF）
• 1.2.3 硼改性酚醛树脂（PF）
• 1.2.4 有机硅改性酚醛树脂（PF）
• 1.2.5 芳烃改性酚醛树脂（PF）
• 1.2.6 橡胶改性酚醛树脂（PF）
• 1.3 坡缕石简介
• 1.3.1 坡缕石的基本结构
• 1.3.2 坡缕石的基本性质
• 1.3.3 坡缕石的资源及应用
• 1.4 坡缕石/聚合物纳米复合材料的研究进展
• 1.4.1 坡缕石/橡胶纳米复合材料
• 1.4.2 坡缕石/聚乙烯纳米复合材料
• 1.4.3 坡缕石/聚氯乙烯纳米复合材料
• 1.4.4 坡缕石/聚苯乙烯纳米复合材料
• 1.4.5 坡缕石/聚丙烯纳米复合材料
• 1.4.6 坡缕石/环氧树脂纳米复合材料
• 1.4.7 坡缕石/短碳纤维/BMI树脂纳米复合材料
• 1.4.8 坡缕石/聚酰胺纳米复合材料
• 1.5 本课题研究的内容、目的及意义
• 第二章 正交试验法优选坡缕石提纯工艺
• 2.1 仪器与材料
• 2.1.1 仪器
• 2.1.2 材料
• 2.2 实验方法
• 2.2.1 正交试验设计
• 2.2.2 提纯工艺过程
• 2.2.3 数据处理
• 2.3 结果与讨论
• 第三章 纳米坡缕石的制备及改性
• 3.1 纳米颗粒的制备方法
• 3.2 纳米坡缕石的球磨制备
• 3.2.1 纳米坡缕石制备试验部分
• 3.2.2 检测与分析
• 3.2.3 干-湿球磨实验对比及结论分析
• 3.3 硅烷偶联剂改性纳米坡缕石
• 3.3.1 硅烷偶联剂简介
• 3.3.2 硅烷偶联剂改性纳米坡缕石的机理探讨
• 第四章 纳米坡缕石改性酚醛树脂
• 4.1 实验原料与试剂
• 4.2 实验仪器与设备
• 4.3 纳米材料改性酚醛树脂的制备
• 4.3.1 纳米材料改性酚醛树脂的合成工艺
• 4.3.2 纳米材料改性酚醛树脂的实验步骤
• 4.4 纳米材料改性酚醛树脂的性能检测
• 4.4.1 凝胶度的检测
• 4.4.2 游离酚的测定
• 4.4.3 红外光谱分析
• 4.4.4 热重分析
• 4.5 桐油/纳米坡缕石/酚醛树脂（TPPF）的制备及表征
• 4.5.1 桐油/纳米坡缕石/酚醛树脂（TPPF）的合成路线
• 4.5.2 合成桐油/纳米坡缕石/酚醛树脂（TPPF）的实验步骤
• 4.5.3 红外光谱分析
• 4.5.4 热重分析
• 4.5.5 透射电镜分析
• 4.6 不同产品的耐热性对比分析
• 4.6.1 桐油/酚醛树脂和桐油/纳米坡缕石/酚醛树脂的对比分析
• 4.6.2 不同纳米材料改性酚醛树脂的对比分析
• 4.6.3 不同用量的纳米坡缕石改性酚醛树脂的对比分析
• 4.7 桐油/坡缕石改性树脂机理初探
• 4.7.1 桐油改性树脂机理初探
• 4.7.2 纳米坡缕石改性树脂机理初探
• 第五章 纳米坡缕石改性树脂为基体的制动件摩擦磨损性能分析
• 5.1 制动件摩擦磨损机理概述
• 5.1.1 热衰退现象及其发生机理
• 5.1.2 磨损机理
• 5.2 摩擦磨损实验概述
• 5.2.1 测试条件
• 5.2.2 测试步骤及方法
• 5.2.3 试验数据的处理
• 5.2.4 制动片的制备工艺
• 5.3 摩擦磨损实验
• 5.3.1 实验的原料和设备
• 5.3.2 实验参数选择
• 5.3.3 摩擦系数与热衰退对比实验
• 5.4 实验结果与分析
• 5.4.1 实验结果
• 5.4.2 摩擦系数变化规律的结果与分析
• 5.4.3 抗磨损性分析
• 第六章 总结
• 致谢
• 参考文献:
• 附录:就读硕士研究生期间发表的论文