發(fā)布時(shí)間：2018-03-06 00:06

  本文選題：環(huán)氧(酚醛)樹脂　切入點(diǎn)：二氧化硅　出處：《西南大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：熱固性樹脂由于其交聯(lián)反應(yīng)不可逆,加熱或與固化劑反應(yīng)發(fā)生交聯(lián)變成不溶不熔的網(wǎng)狀產(chǎn)物,而具有較好的耐溫性能。環(huán)氧樹脂和酚醛樹脂作為兩種最為典型的熱固性樹脂,廣泛應(yīng)用于涂料、膠黏劑,后者因其耐熱性高、力學(xué)強(qiáng)度優(yōu)異、難燃和良好的加工性能而普遍用于摩擦材料粘結(jié)劑中。針對(duì)純環(huán)氧樹脂耐磨性較差,文章采用對(duì)納米Si O_2及氧化石墨烯(GO)進(jìn)行靜電自組裝形成的核殼結(jié)構(gòu)物質(zhì)(Si O_2@GO)對(duì)環(huán)氧樹脂進(jìn)行改性增強(qiáng)其耐磨性。研究利用LSR-2M型高速往復(fù)摩擦磨損試驗(yàn)機(jī),在干摩擦條件下通過(guò)不同的納米填料含量探索其對(duì)環(huán)氧樹脂及其納米復(fù)合材料的摩擦磨損性能的影響,并且討論了摩擦磨損機(jī)理。結(jié)果表明:核殼納米填料Si O_2@GO使復(fù)合材料的力學(xué)性能及摩擦磨損性能有所提高。當(dāng)Si O_2@GO含量為0.5 wt%時(shí),環(huán)氧樹脂基復(fù)合材料的力學(xué)性能最好,同時(shí)其磨損率和摩擦系數(shù)最低且穩(wěn)定,耐磨性好;同時(shí)對(duì)比納米填料Si O_2和經(jīng)硅烷偶聯(lián)劑表面改性后的納米填料Si O_2-NH2含量均為0.5 wt%時(shí),復(fù)合材料的力學(xué)性能和摩擦磨損性能也都有所提高,但改性增強(qiáng)的效果Si O_2@GOSi O_2-NH2Si O_2。摩擦材料是一種多元組分的復(fù)合材料,除三大主要組分(粘結(jié)劑、增強(qiáng)纖維和摩擦性能調(diào)節(jié)劑)外,還有其它配合劑等加工制備而成,其中主體構(gòu)成為纖維、礦物填料、增摩和減摩材料。摩擦材料的核心部分是作為主要成分的粘結(jié)劑,用量通常占比為8~25%。其中以各種形式的改性酚醛樹脂(PF)基摩擦材料應(yīng)用最早,使用量最大,這是由于純酚醛樹脂(2123樹脂)在實(shí)際應(yīng)用中的性能不盡如人意,本研究采用的摩擦材料的粘結(jié)劑為丁腈橡膠改性酚醛樹脂。增強(qiáng)組分包括形態(tài)為(一維)纖維、(二維)片狀,尺度為微納米材料,或多維度、多尺度和多材質(zhì)的多維復(fù)合增強(qiáng)體系對(duì)摩擦材料的強(qiáng)度均有重要影響。而單一的增強(qiáng)方式難以同時(shí)滿足受溫度、壓力、摩擦速度等影響的摩擦系數(shù)穩(wěn)定性、較好耐磨性和一定機(jī)械強(qiáng)度及物理性能等的綜合性技術(shù)要求。由此多維復(fù)合增強(qiáng)體系可通過(guò)其優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)及協(xié)同效應(yīng)達(dá)到具有一定綜合性能的多元復(fù)合共增強(qiáng)體系。一些二維片層材料由于其低剪切強(qiáng)度和低硬度而廣泛應(yīng)用于摩擦材料中的減摩材料或潤(rùn)滑劑中,如石墨、二硫化鉬、云母等。α-磷酸鋯(α-Zr P)是一種陽(yáng)離子化合物,具有規(guī)整的二維片層狀結(jié)構(gòu),由于其尺寸可控,具有高熱化學(xué)穩(wěn)定性、高表面能、高離子交換、易剝分性和表面官能團(tuán)可設(shè)計(jì)性等特點(diǎn),而用于潤(rùn)滑劑研究中。文章以不同層間距的磷酸鋯,有機(jī)膦酸鋯(OZr P)、氧化石墨烯(GO)、二氧化硅(Si O_2)組合的Si O_2-GO-Zr(AE)3P(SZG)增強(qiáng)填料分別對(duì)酚醛樹脂基摩擦材料的摩擦磨損性的影響進(jìn)行了研究探索。研究結(jié)果表明:(1)不同層間距的磷酸鋯包括有α-磷酸鋯及其聚醚胺插層衍生物(聚醚胺D230/α-Zr P、聚醚胺D400/α-Zr P)對(duì)酚醛樹脂基摩擦材料的摩擦磨損性能有所提高。其中,在室溫下干摩擦條件下,當(dāng)α-Zr P含量為1 wt%時(shí),α-Zr P/PF摩擦材料的摩擦系數(shù)相較空白酚醛樹脂基摩擦材料降低最大且穩(wěn)定,同時(shí)其磨損量也是相應(yīng)最小,即其耐磨性好。在上述相同條件下,添加含量均為1wt%時(shí),不同層間距的聚醚胺插層改性后的磷酸鋯(聚醚胺D230/α-Zr P、聚醚胺D400/α-Zr P)對(duì)酚醛樹脂基摩擦材料的摩擦系數(shù)的有效調(diào)節(jié)程度是不同的。(2)相對(duì)于單一的二維片狀增強(qiáng)方式,Si O_2-GO-Zr(AE)3P(SZG)復(fù)合增強(qiáng)材料具備有更好的摩擦穩(wěn)定性和耐磨性能以及熱穩(wěn)定性,這是由于其幾種材料之間的協(xié)同效應(yīng)。改性球形二氧化硅能改善復(fù)合材料的熱衰退和恢復(fù)性能,還能提高復(fù)合材料的耐磨性。片層材料的二乙烯三胺有機(jī)膦酸鋯作為增強(qiáng)材料對(duì)復(fù)合材料的摩擦磨損性能也有一定的提高作用。作為既起橋梁作用連接二氧化硅與有機(jī)膦酸鋯的氧化石墨烯(GO)同時(shí)也起到作為減摩材料調(diào)節(jié)材料的摩擦系數(shù)以及降低磨損的作用。因此,由零維的球形材料和二維片層材料組合成的復(fù)合增強(qiáng)材料(SZG)能有效地改善和提高酚醛樹脂基摩擦材料的摩擦磨損性能。研究發(fā)現(xiàn),當(dāng)SZG含量為5 wt%時(shí),摩擦材料的磨損率相較參比酚醛樹脂基摩擦材料的降低約55%,同時(shí)其熱衰退現(xiàn)象明顯改善。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：西南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TB39

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