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传统的离合器面片一般选用醇溶性酚醛树脂和橡胶做为摩擦材料的粘接剂,在制备过程中会使用大量的有机溶剂,有机溶剂的挥发会污染环境,对生产安全构成威胁,且橡胶与有机溶剂成本很高,而使用水溶性酚醛树脂代替醇溶性酚醛树脂和橡胶作为摩擦材料的粘接剂则可有效避免此类问题。同时,离合器面片在运行过程中会产生大量的热量使摩擦材料表面的温度急剧升高,为了保证摩擦材料在高温条件下的稳定运行,粘接剂树脂必须具备较高的耐热性能。
首先,本文以Ba(OH)2作为催化剂成功合成了水溶性酚醛树脂,分别用硼酸和磷酸对合成的水溶性酚醛树脂进行改性,并测试了树脂改性前后的耐热性能;选用未改性的水溶性酚醛树脂和4%硼酸改性的水溶性酚醛树脂作为摩擦材料的粘接剂制备摩擦样品,测试了摩擦样品的摩擦磨损性能。结果表明:使用硼酸或磷酸改性树脂,可以提高树脂耐热性能,但会降低树腊水溶液的稳定性,两种树脂制备的摩擦材料在高温下热衰退明显,但4%硼酸改性树脂制备的样品在高温下的热衰退相对较小。
此外,本文还以NaOH作为催化剂成功合成了水溶性酚醛树脂,分别用纳米凹凸棒土、硼酸加纳米凹凸棒土和硼酸加超细铜粉对树脂进行改性并测试其耐热性能;选用未改性树脂、硼酸加纳米凹凸棒土改性树脂和硼酸加铜粉改性树脂作为粘接剂制备摩擦样品,测试其摩擦性能。结果表明:纳米凹凸棒土可以有效提高水溶性树脂耐热性能,但过量时会导致树脂耐热性能降低,使用硼酸加纳米凹凸棒土改性树脂制备的样品,其摩擦性能表现最佳,符合标准GB/T5764-2011中对材料摩擦磨损性能的要求。
对离合器面片摩擦材料的磨损机理的研究分析认为:低温时,材料主要以磨粒磨损为主;高温时,材料主要以疲劳磨损和热分解磨损为主。纳米粒子改性水溶性树脂作为摩擦材料粘接剂,可提高材料的韧性。