基于摩擦材料的坡缕石纳米粒子改性酚醛树脂制备参数的优化设计

摘要

基体树脂作为粘接剂，在非金属、半金属摩擦材料中所占的比例较大，其性能的好坏直接影响摩擦材料的使用性能。随着机械装置向高速重载化方向发展，对摩擦材料的抗热衰退能力提出了更高的要求。传统的基体树脂由于热稳定性欠佳等原因，已不再能够适应摩擦材料的发展。因此，对基体树脂进行改性以增强其耐热性及优化其它性能成为当前摩擦材料研究的重要方向之一。
　　本文以贵州坡缕石纳米材料和桐油作为改性剂，采用原位聚合法，制备了用于摩擦材料基体树脂的耐高温改性酚醛树脂。并利用XRD、TEM、TG-DSC及摩擦磨损试验机对改性树脂及其摩擦材料的试件进行性能表征和测试。本文的主要研究内容如下：
　　首先，论述了用于摩擦材料基体树脂复合改性的坡缕石矿的提纯及纳米粒子的制备方法，并对坡缕石纳米粒子的修饰方法进行了分析和研究；其次，确定了以原位聚合法制备坡缕石-桐油改性酚醛树脂的方案，同时以预聚物中坡缕石纳米粒子含量/wt％、反应体系中桐油苯酚的摩尔比、缩聚反应体系 PH值及缩聚反应温度作为改性树脂制备主要参数,设计了四因素三水平正交实验；最后，将正交实验制备的改性树脂做成相应的摩擦材料，测试其摩擦性能，采用模糊综合评判的方法对摩擦磨损实验的结果进行分析处理，得出改性树脂制备参数的最优方案，并进行了实验验证及分析。
　　结果表明：应用硅烷偶联剂对坡缕石纳米粒子在湿磨中进行修饰的方法，可使其在改性酚醛树脂基体中获得理想的分散效果；通过正交试验和模糊综合评判相结合的方法确定的坡缕石-桐油改性酚醛树脂制备优化参数,获得的改性树脂与未经坡缕石纳米粒子改性的酚醛树脂相比:其热分解温度提高了60℃，耐热性得到明显改善，相应摩擦材料的摩擦系数不仅在各测试温度下数值高，且稳定性和恢复性好，同时磨损率低，抗热衰退性能得到显著提高。

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第一章 绪论

1.1 课题研究的背景、来源

1.2 国内外研究状况综述

1.3 课题研究的主要内容

1.4 课题研究的意义及特色

第二章 坡缕石纳米粒子改性酚醛树脂制备方法的确定及实

2.1 坡缕石纳米粒子改性酚醛树脂制备方法的确定

2.2 坡缕石纳米粒子的制备与提供

2.3 坡缕石纳米粒子改性酚醛树脂的制备工艺

2.4 参数优化的实验设计

第三章 坡缕石纳米粒子改性酚醛树脂基摩擦材料的摩擦磨

3.1 实验材料与设备

3.2 摩擦试件的制备

3.3 改性树脂基摩擦材料的摩擦磨损性能测试

3.4 摩擦试件摩擦性能测试结果

第四章 基于模糊综合评判的坡缕石纳米粒子改性酚醛树脂

4.1 模糊综合评判指标体系的建立

4.2 建立模糊综合评判权重集

4.3 摩擦材料摩擦性能综合评价及决策

4.4 基于模糊综合评判的正交实验结果分析

4.5 实验验证及分析

第五章 结论

5.1 结论

5.2 展望

参考文献

致谢

附录 1

附录 2

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