论文部分内容阅读
苯并噁嗪(BOZ)树脂是一类新型热固性酚醛树脂。研究表明，此类树脂合成工艺简单，耐热性能优异，高温下机械强度与双马来酰亚胺树脂接近，因此有望取代酚醛树脂成为新一代摩擦材料粘合剂。然而BOZ树脂及其复合材料的摩擦磨损性能研究尚处于起步阶段，对其在应用过程中的损耗开展的研究甚为不足。本文针对这种情况，开展了以下三方面工作:一是，研究了纯BOZ树脂摩擦磨损性能并分析了磨损机理;二是，利用碳纳米管改性BOZ树脂摩擦磨损性能;三是，在BOZ树脂及其玻璃纤维增强体系中加入钛酸钾晶须，以减小磨损。 首先，研究了摩擦时间和载荷对苯并噁嗪树脂在室温干摩擦条件下摩擦磨损性能的影响，结果表明BOZ树脂摩擦系数对摩擦时间敏感性低，在测试范围8h时间下稳定保持在0.30-0.33之间，而比磨损率表现为先减小后增大，摩擦2h时为0.47×10-6mm3(N·M)-1，4h时为0.33×10-6mm3(N·M)-1，8h时比磨损率为0.44×10-6mm3(N·M)-1。材料对载荷变化敏感性高，摩擦系数和比磨损率均随着载荷的增大而增大。纯BOZ树脂磨损机理为粘着磨损。 其次，根据碳纳米管优良的纳米润滑特性，制备了碳纳米管/苯并噁嗪树脂纳米复合材料以降低磨损。在20kg载荷下，通过加入不同含量的碳纳米管发现，添加0.5wt.％碳纳米管，改性体系的耐磨损性能最优，比磨损率为0.36×10-6mm3(N·M)-1，相比纯BOZ树脂的比磨损率0.47×10-6mm3(N·M)-1降低了23％。纳米复合材料的磨损机理为磨粒磨损。 最后，为解决碳管在BOZ中分散程度不够导致材料耐磨性能改善有限的问题，选用微米级、且经偶联处理的钛酸钾晶须，探索了钛酸钾晶须在复合体系作用机理。结果表明，钛酸钾晶须可以显著提高苯并噁嗪树脂摩擦磨损性能。在30kg载荷下，添加10wt.％含量时，改性体系比磨损率为0.34×10-6mm3(N·M)-1，较纯苯并噁嗪树脂比磨损率0.66×10-6mm3(N·M)-1降低了48％。而对于玻璃纤维增强体系，加入10wt.％钛酸钾晶须后，体系的比磨损率从1.2×10-6mm3(N·M)-1降低到0.69×10-6mm3(N·M)-1降低了43％。钛酸钾晶须/苯并噁嗪树脂复合材料磨损机理为磨粒磨损。玻璃纤维布增强复合材料磨损机理为粘着磨损。