离合器面片
刹车片
•
组要成分：黏结剂--------酚醛树脂，橡胶 增强材料-----有机或无机纤维 填 料----------性能调节剂及填充料
有机溶剂
• 离合器面片制备工艺：树脂、橡胶-----------------------浆料------连续纤维 浸渍浆料------ 烘干、缠绕----热压成型---后处理
±0.10
±0.12
±0.12
±0.14
0～0.5
0～0.60
0～0.80
0～1.00
0～1.20
试验温度指试验机圆盘摩擦面温度。
摩擦系数范围包括允许偏差在内。
二、Ba(OH)2催化制备水溶性PF及摩擦材料
① 不同量硼酸对树脂耐热性能的影响
100
d
90
e a
b
Mass remain/%
80
c
70
60
关于离合器面片摩擦磨损性能的国家标准GB/T 5764-2011
试验温度 100℃ 150℃ 200℃ 250℃ 300℃
摩擦系数
0.25～0.60
0.25～0.60
0.25～0.60
0.20～0.60
0.20～0.60
指定摩擦系数的允 许偏差（△u） 磨损率（V）/[107cm3/（N.m）]
±0.08
OH
CH2OH
HCHO
+
CH2OH
CH2OH
OH H2C CH2 OH CH2OH
CH2
CH2OH
......
HO
OH OH
HOH2C
CH2OH
m
CH2OH
合成条件：甲醛与苯酚摩尔比大于1 碱性催化剂 [氨水，Ba(OH)2，NaOH] 耐热改性：C-C:332 kJ/mol ;C-O: 326 kJ/mol;P-O: 410kJ/mol ;B-O:515kJ/mol (中国石油大学化学数据速查手册)
⑤磨损表面形貌观察
③摩擦样品的摩擦系数随温度变化的曲线
0.45 0.40 0.35 0.45 0.40
b
0.35 0.30 0.25 0.20 0.15
u
0.30 0.25 0.20 0.15 100 150 200
a
250
300
350
Temperature/،‫و‬
a-未改性PF摩擦样品 b-改性PF摩擦样品
图2.3 摩擦样品摩擦系数随温度变化曲线 Fig.2.3 Plots Байду номын сангаасf the friction coefficient as a function of disk temperature
100
200
300
400
500
600
700
800
Temperature/،‫و‬
a-未改性PF b-0.5%硼酸改性PF c-1%硼酸改性PF d-2%硼酸改性PF e-4%硼酸改性PF
图2.1 不同量硼酸改性水溶性酚醛树脂固化的热重曲线 Fig.2.1 TGA curves of the cured water phenolic resins modified boric acid
④两组样品在不同温度下的磨损率
a b
0.4
0.4
Wear rate/10-7cm3/N*m
0.3
0.3
0.2
0.2
0.1
0.1
0.0 100 150 200 250 300 350
0.0
Temperature/℃ a-未改性PF摩擦样品 b-硼酸改性PF摩擦样品
图 2.4 摩擦样品磨损率随温度变化 Fig. 2.4 The change of the wear rate as a function of disk temperature
成本高：需橡胶和大量有机溶剂制浆
填料
存在问题：①油溶性酚醛树脂
危险性：有机溶剂易燃易爆，污染环境 生产复杂：树脂生产时需低压脱水
②树脂热稳定性低 研究内容： 以水溶性PF
高温分解
热衰退，摩擦系数
•
代替
油溶性PF
对水溶性PF进行改性研究，提高热稳定性
OH
O-
+
OH-
O-
OH CH2OH
+
OH CH2OH HOH2C +
水溶性酚醛树脂离合器面片的制备 及高温摩擦稳定性的研究
-------毕业答辩
报告人：黄 勇 导 师：乌学东
主要内容
研究背景介绍
Ba(OH)2催化制备水溶性PF及摩擦材料 NaOH 催化制备水溶性PF及摩擦材料 结论与展望
一、研究背景
• 摩擦材料：依靠摩擦作用执行传动或制动的一类材料 • 车辆中常见的摩擦材料
酚醛树脂热失重一般分作三段：①进一步固化，释放H2O等小分子物质； ② 酚醛树脂热分解，释放CO2，H2O，甲烷等； ③树脂炭化过程。
图2.1中，400℃时，失重率分别为 a-13.66%， b-11.24%， c-11.94%，d-9.43%， e-6.56%.
随硼酸加入量的增加，树脂热稳定性随之提高。 树脂溶液的稳定性：加入硼酸量为树脂固体含量8%时，5h左右树脂凝胶； 4%时，10天左右凝胶； 加入硼酸量低于4%时，树脂稳定保存时间超过10天。
②磷酸用量对树脂耐热性能的影响
100 95 90
b
a c
weight/%
85 80 75 70 65 60 100 200 300 400 500 600 700 800
Temperature/℃
a-未改性PF b-2%磷酸改性PF c-4%磷酸改性PF
图2.2 不同量磷酸改性水溶性酚醛树脂固化的物热重曲线 Fig.2.2 TGA curves of the cured water phenolic resins modified boric acid
温度为450℃时，失重率分别为 未改性树脂16.80%， 2%磷酸改性树脂 9.88%， 4%磷酸改性树脂12.60% 800℃时，树脂残余量分别为 未改性树脂61.62%， 2%磷酸改性树脂64.28%， 4%磷酸改性树脂65.93%。 磷酸改性树脂可提高树脂热稳定性和残炭率。 改性树脂溶液稳定性，加入磷酸量6%时，树脂溶液凝胶； 加入磷酸量4%时，溶液颜色加深，5天左右变浑浊； 加入磷酸量2%时，溶液颜色加深，5天左右变浑浊。
考虑树脂水溶液稳定性及树脂耐热性，选用4%硼酸改性树脂制备摩擦样品， 并与未改性树脂制备的摩擦样品进行性能对比。
摩擦样品的制备：
水溶性酚醛树脂，填料以水为溶剂制备浆料----------玻璃纤维，芳纶浸渍浆料------烘干、 缠绕-------热压成型------热处理、打磨等。
制备浆料时，使用水代替了有机溶剂，同时也避免了橡胶的使用。