The Dynamic Tribological Performance of One Certain Resin-based Friction Materials under Different Temperature Conditions

A fixed-point observation method was designed to research the dynamic tribological performance of one certain resin-based friction materials. The friction test was performed through a constant speed friction tester under various temperature conditions. It was found that the dynamic tribological performance of materials has a good consistency with the dynamic evolution of worn surfaces. At lower temperatures, the friction coefficient and wear rate were constant, resulted from the stable worn surfaces. At higher temperatures, the friction coefficient increased gradually, while the wear rate decreased, due to the increasing contact area and Fe concentration. A fade occurred above 250 ℃, which can be explained by the degradation of binders.

GO/ZIF-67/水性环氧复合涂层的制备及防腐性能

针对氧化石墨烯(GO)无自修复性能和沸石类金属有机框架(MOFs)聚合物的腐蚀介质屏蔽性能较弱等实际问题,将具有主被动协同防腐作用的GO/MOFs复合纳米颗粒作为防腐填料,加到水性环氧树脂涂层(WEP)中从而提升防腐性能。通过微观形貌观察、电化学阻抗谱(EIS)测试和盐水浸泡实验对涂层的附着力和防腐性能进行评价。结果表明:复合纳米涂层的吸水率比纯WEP涂层降低6%。在3.5%盐水中浸泡7 d后,复合纳米填料的添加量达到0.3%时,复合涂层的阻抗模量仍能保持1.9×10^(8)Ω·cm^(2),表现出优异的防腐性能。

固化条件对苯并噁嗪树脂基材料力学性能的影响

苯并噁嗪树脂基复合材料具备耐高温,材料热稳定性高,固化后无组分溢出等特点,被广泛用于国产C919大型客机后机身后段等高温工作区域。采用热压罐固化工艺,评价了不同固化温度、固化压力、保温时间等固化工艺条件对苯并噁嗪树脂基复合材料力学性能的影响,以便选择最优的固化工艺条件,同时评价了该材料71℃的湿热老化性能。结果表明:固化温度对材料的压缩、层间剪切强度影响较小;随着固化压力的降低,材料的压缩强度和层间剪切强度略有降低;随着保温时间的延长,压缩强度略有增加,压缩模量略有下降,层间剪切强度变化较小;相比干态层间剪切强度,71℃湿热老化条件下的层间剪切强度下降幅度在7%以内,该材料在抗湿热老化性能方面表现优异。

莫来石纤维与二氧化硅气凝胶对防火涂料性能的影响

[目的]通过改善膨胀炭层的强度来提高涂料的耐火性能。[方法]以环氧树脂乳液为成膜物质,聚磷酸铵(APP)、三聚氰胺(MEL)和双季戊四醇(DPER)为膨胀阻燃体系,二氧化钛为阻燃协效剂,制备出一种水性超薄膨胀型防火涂料。考察了二氧化硅气凝胶(Sa)与莫来石纤维(Mf)的添加对涂料防火性能的影响。采用小板燃烧法对涂层进行测试,并用扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)对燃烧后的炭化层进行表征与分析。[结果]添加了Sa和Mf的涂层(记为C-Sa-Mf)经耐火测试后,炭层的膨胀倍率为3.0,钢板背部的最高温度仅为337.8℃。相比于添加单一Sa或Mf的涂层,C-Sa-Mf涂层具有更加致密均匀的“蜂巢”状结构,表现出更加优异的阻燃隔热性能。在火焰的灼烧下,C-Sa-Mf涂层并未生成新的结晶相,也证实了Sa与Mf具有优异的热稳定性及耐高温性。[结论]Sa、Mf的加入使涂层中产生致密均匀的交联网状结构,使炭层的强度提高,从而阻止了炭层进一步分解,提高了涂料的耐火性能。

高填料体系材料树脂团聚问题研究

旨在解决高填料体系材料在层压工序后出现的树脂聚集问题。调整层压工艺中的关键参数,如升温速率、转高压温度和最高压力,选用高比例填料材料,从层压加工的角度探索改善方法。研究结果显示,升温速率是改善树脂聚集问题的核心因素。对比角硅和球硅2种填料发现,相较于角硅填料,球硅填料的分布更为均匀,分散性更佳,其可更有效地缓解树脂聚集现象。通过优化升温速率和选择合适的填料类型,可有效改善高填料体系材料在层压工序后的树脂聚集问题。

聚合物基陶瓷化复合材料的研究进展

聚合物基陶瓷化复合材料具有有机高分子材料和无机陶瓷的优异性能,可在高温下变成多孔结构和冲击陶瓷层,陶瓷层可阻碍热量传递,隔离可燃物与氧气的接触,因此具有很好的阻燃和耐火作用,是一种新型耐火和耐高温材料。介绍了聚合物基陶瓷化复合材料的组成及其陶瓷化机理,综述了聚合物基陶瓷化复合材料的分类,包括橡胶类陶瓷化复合材料、乙烯聚合物基陶瓷化复合材料、环氧树脂基陶瓷化复合材料、酚醛树脂基陶瓷化复合材料等。未来的研究重点主要集中在提高陶瓷填料与树脂基体的相容性、制备高效阻燃剂和高效陶瓷化体系的设计上。

秸秆液化树脂化产物制备生物沥青及性能分析

针对目前利用废木材、农作物秸秆、牲畜粪便、废油等制得生物油,进而部分或完全取代石油基沥青时路用性能不足的问题,提出了一种采用秸秆液化产物树脂化制木质基酚醛树脂部分取代石油基沥青,开发绿色可持续的生物沥青。首先,对秸秆进行组分分离得到纤维素和木质素,对秸秆及其主要组分分别进行液化,探讨秸秆液化的主要影响因素;其次,将液化产物与甲醛反应合成木质基酚醛树脂WPR,并与苯酚反应所得酚醛树脂PR进行对比分析;最后,将树脂以不同比例掺到基质沥青中制备生物沥青,通过各生物沥青的三大指标及黏度,分析生物沥青的性能。结果表明:秸秆的液化速率主要取决于纤维素的液化速率,其液化反应复杂,反应动力学级数为1.71;由树脂得率及液化产物、WPR、PR的FT-IR谱图分析可知,WPR树脂合成率较高,且比PR具有更好的反应活性;仅掺加液化产物制备的生物沥青性能较差,掺加WPR树脂的生物沥青高温稳定性、低温抗裂性能、抗变形能力及温度稳定性均优于基质沥青。

香草醛衍生含磷席夫碱的合成及与DOPO协效阻燃环氧树脂

本文以苯基磷酰二氯、香草醛和4-氨基苯酚为主要原料,合成了一种含磷席夫碱阻燃剂(PH-VAN-AP),并采用红外光谱、核磁共振氢谱和核磁共振磷谱证明其结构符合预期。将DOPO与PH-VAN-AP作为复配阻燃剂PH/DOPO加入环氧树脂(EP)中,通过垂直燃烧(UL-94)、极限氧指数(LOI)和锥形量热测试(CCT)对其阻燃性能进行了表征,并利用热失重和差示扫描量热分析了环氧树脂的热稳定性、热降解过程及玻璃化转变温度(T_(g))。结果表明,PH/DOPO兼有气相和凝聚相2种阻燃机理,能有效提高EP的燃烧性能。具体而言,当仅添加PH/DOPO至体系的3%(质量分数)时,顺利通过了UL-94测试并达到V-0等级,其LOI由24.7%提高至34.8%。此外,峰值热释放速率(PHRR)和总热释放(THR)分别降低了257 kW/m^(2)和8 MJ/m^(2),材料的残留量提高了6.8%。添加3%的PH/DOPO,环氧树脂的Tg由149.5℃降至148.1℃,变化不大,表明PH-VAN-AP一定程度上改善了由于DOPO加入EP后导致T_(g)下降的问题。

呋喃基磷杂菲阻燃剂的合成及在阻燃环氧树脂中的应用

以5-羟甲基糠醛、糠胺、三氯氧磷和9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(DOPO)为原料合成了一种呋喃基磷杂菲阻燃剂(Furan-2DOPO),并利用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、核磁共振波谱(^(1)H NMR和^(31)P NMR)对其结构进行了表征.进一步利用Furan-2DOPO对环氧树脂进行阻燃改性,得到一系列阻燃环氧固化物.考察了Furan-2DOPO的用量对阻燃环氧固化物的力学性能、热稳定性以及阻燃性能的影响.研究结果表明,当Furan-2DOPO的添加量(质量分数)仅为5%时(磷质量分数为0.47%),环氧固化物的氧指数达到31.0%,且能够通过UL-94垂直燃烧V-0级测试.与未改性环氧树脂相比,添加2.5%和5%Furan-2DOPO的环氧固化物的最大热释放速率分别下降了31%和35%.此外,2种添加Furan-2DOPO的环氧固化物的拉伸强度均比未改性环氧树脂提升了约28%.炭层分析结果表明,Furan-2DOPO具有良好的催化成炭性能,有利于减少燃烧过程中可燃性气体的逸出,从而提升阻燃性能.

提升杂环芳纶复合性能的研究进展

杂环芳纶是指主链中含有芳杂环(通常为苯并咪唑)的一类对位芳纶,其具有轻质、高强高模、高耐热、耐溶剂等优异性能。相比典型的芳纶Ⅱ纤维,杂环芳纶具有更加优异的力学性能,目前在我国的航空航天和防弹防护等领域得到了实际的应用。然而,与其他有机纤维类似,杂环芳纶由于表面惰性,其与树脂的复合性能相对较低,限制了其在先进复合材料领域的应用。本文从杂环芳纶表面改性和结构设计两方面出发,总结近年来提高杂环芳纶复合性能的设计思路、技术手段和研究成果,展望其在先进复合材料应用领域的发展趋势,为有机纤维的界面设计及改善界面粘接性提供帮助和参考。

微表处用水性树脂基改性乳化沥青流变性能

机场道面微表处技术养护品质依赖于其胶结材料性能,为明确水性树脂聚合物掺量对微表处用改性乳化沥青流变特性的影响,制备了微表处用WER/WPU改性乳化沥青与WER/WPU/EVA改性乳化沥青,借助动态剪切流变试验、线性振幅扫描试验和弯曲梁流变试验,探明了不同水性树脂聚合物掺量下改性乳化沥青高温抗变形能力、中温疲劳性能与低温蠕变特性,对比分析了WER/WPU改性乳化沥青与WER/WPU/EVA改性乳化沥青的流变性能,并与现有研究中改性乳化沥青的抗变形、抗开裂能力进行了对比评价。结果表明:掺加树脂聚合物后乳化沥青材料的高温抗变形能力、中温疲劳寿命以及低温柔韧性得到有效提升,提升幅度随水性树脂聚合物掺量增加而提高;WER/WPU/EVA-15改性乳化沥青高温抗变形性能略优于WER/WPU-15改性乳化沥青,但其疲劳特性与低温抗裂性较WER/WPU-15改性乳化沥青略低。文中所研制的树脂基改性乳化沥青具有显著的先进性。

环氧树脂增强苯酚−尿素−乙二醛共缩聚树脂的粘接性能研究

为了改善乙二醛基树脂胶黏剂的胶合性能及耐水性,以环氧树脂(EPR)、苯酚(P)、尿素(U)、乙二醛(G)为原料,合成了一种新型EPR−PUG多元共缩聚树脂胶黏剂,探究树脂的基本性能、固化性能、胶合性能,以确定P/U/G摩尔比对树脂胶黏剂体系性能的影响和树脂胶黏剂的较佳合成配方。通过接触角、傅里叶变换红外光谱(FT−IR)、核磁共振碳谱(13C NMR)和X−射线光电子能谱(XPS)方法分析了共缩聚树脂胶黏剂的结构特征和合成机理。结果表明:原料的官能团之间发生了有效交联反应,分子间形成了致密的网络结构,致使树脂胶黏剂体系整体性能得以提升;在P∶U∶G摩尔比为0.1∶1.0∶1.5、反应pH为4~5、反应温度为70~80℃、反应时间3 h、EPR添加量为13%时,所制备的EPR−PUG共缩聚树脂胶黏剂制备的胶合板性能最佳,干/湿强度分别为2.48 MPa、1.33 MPa(冷水)及0.72 MPa(63℃热水),符合国标对II类胶合板的要求,且无甲醛释放。

混凝土加固施工中的环氧树脂胶改性及效果研究

针对传统混凝土施工中环氧树脂胶质脆韧性不足和高温易流挂的问题,提出通过气相白炭黑(MSD)对传统环氧树脂结构胶进行改性。试验结果表明,在酚醛胺固化剂T-31掺量为15%,聚酰胺固化剂PA掺量为40%,硅烷偶联剂KH-792的掺量为3%,超细石英砂掺量为40%,纳米碳酸钙掺量为20%,MSD掺量为3%;短切碳纤维掺量为6%配比下制备的结构胶性能最佳。14 d压缩强度、拉伸强度、正拉粘接强度和拉伸抗拉强度分别为81、34、5.5和18.5 MPa。表现出良好的阻裂粘接性能,可以在桥梁混凝土加固中发挥重要作用。

纤维增强热塑性复合材料与金属连接技术的研究进展

纤维增强热塑性复合材料(FRTP)与金属的连接技术是多材料异质结构的关键制造技术。总结了纤维增强热塑性树脂基复合材料相对于传统金属材料的性能优势,分析了FRTP与金属连接技术的重要性和必要性,系统回顾了胶接、机械连接、混合连接和焊接四大类FRTP/金属连接技术的特点和发展,最后对未来FRTP/金属异质结构连接技术的发展、接头性能的改善提出了展望。

马来海松基环氧树脂的制备与性能研究

在“双碳”发展战略目标的背景下,为探索绿色环保型生物基环氧树脂在电工设备上的应用前景,本文以可再生资源松香为原料,制备了一种生物基树脂——马来海松基环氧树脂(MPAER)。以甲基六氢邻苯二甲酸酐(MHHPA)为固化剂,对MPAER/MHHPA体系的固化特性、热性能、力学性能和电气性能进行了系统研究,并和商用双酚A二缩水甘油醚(DGEBA)组成的DGEBA/MHHPA体系进行对比。结果表明:MPAER/MHHPA和DGEBA/MHHPA体系的固化反应活性相当,MPAER/MHHPA体系的玻璃化转变温度为112.8℃,其力学性能和电气性能均稍弱于DGEBA/MHHPA体系,其中MPAER/MHHPA体系的电气强度比DGEBA/MHHPA体系低9.4%。但MPAER/MHHPA体系的综合性能仍较好,可以通过对MPAER进行结构优化或者与其他类型的环氧树脂共混来进一步提高其性能。

基于高岭土增韧环氧树脂水泥基材料的多强度组合指标配比优化法

煅烧高岭土能有效改善环氧树脂水泥基材料的力学性能,实验表明:煅烧高岭土可大大提高环氧树脂水泥基材料的3 d早期抗折、抗压强度,当高岭土掺量为30%时,改性环氧树脂水泥基材料的抗折及抗压强度分别提高了134.28%、106.25%;当高岭土掺量小于30%时,改性环氧树脂水泥基材料具有二次抗折强度,且抗折强度残余率大于50%。根据不同高岭土掺量对改性环氧树脂水泥基材料抗压强度、抗折强度、二次抗折强度的影响规律,提出了适用于不同结构工程受力特点的多强度组合指标配比优化法,获得了考虑二次抗拉强度影响的不同最大拉应力和最大压应力组合条件下最优的高岭土配比,为实际不同结构体不同部位不同受力特征的高岭土改性环氧树脂水泥基材料制备提供了理论依据。

水性丙烯酸树脂交联硅酸钠浸渍改性杉木工艺与性能研究

目的提高速生杉木木材的物理力学性能、尺寸稳定性、药剂抗流失性、热稳定性等性能,满足速生杉木在家居装饰、建筑工程、包装工程等领域的应用。方法以硅酸钠和水性丙烯酸树脂为改性剂,利用真空加法浸渍法,制得硅酸钠/丙烯酸树脂复合改性杉木。通过对其力学性能、吸水率、流失率进行测试,并借用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、X射线光电子能谱(XPS)、X射线衍射(XRD)和热重分析(TGA)对改性杉木进行表征,探究硅酸钠/丙烯酸树脂复合改性对杉木性能的影响规律。结果当硅酸钠质量分数和水性丙烯酸树脂质量分数均为15%时,硅酸钠/丙烯酸复合改性杉木的力学性能、耐水性能和药剂抗流失效果最佳。相比于未改性杉木、硅酸钠改性杉木和丙烯酸树脂改性杉木,硅酸钠/丙烯酸复合改性杉木的力学性能、尺寸稳定性、药剂抗流失性、热稳定性都得到了提升。结论硅酸钠/丙烯酸树脂浸渍改性,既能实现硅酸钠对杉木内部孔隙的物理填充,又能实现丙烯酸树脂对硅酸钠的化学交联,从而达到显著提高杉木各项性能的效果。

生物质基厚朴酚和糠醛对酚醛树脂的改性研究

为了减少化石能源的使用,选取生物质基厚朴酚和糠醛取代部分苯酚和甲醛,制备了改性酚醛树脂。通过傅里叶变换红外光谱仪,核磁共振波谱仪对改性酚醛树脂进行表征,考察了改性酚醛树脂的基础性能及固化后的力学性能。结果表明:厚朴酚和糠醛改变了酚醛树脂的分子结构,改性酚醛树脂的黏度和游离酚含量明显降低;经过固化后的改性酚醛树脂拉伸强度、冲击强度、弯曲强度分别提高18.6%、20.4%和24.9%。

一种性能优异的水性环氧防腐底漆配方研究

通过双酚A型环氧树脂E-51(EP-51)与聚乙二醇4000(PEG-4000)进行开环反应,合成环氧乳化剂,利用相反转技术制备出了一种水性环氧树脂乳液,研究了环氧/活泼氢当量、固化剂体系、防锈颜料、颜料体积浓度(PVC)对水性环氧涂料性能的影响。

低温养护对环氧树脂基砂浆早期性能的影响及机理

环氧树脂基砂浆是一种快速修补材料,为研究低温养护条件对环氧树脂基砂浆工作性能及早期力学性能的影响,构建了全过程低温环境,分别进行了抗压强度、抗折强度、流动度、凝结时间以及内部温度测试,分析了环氧树脂基砂浆的微观结构。结果表明:环氧树脂基砂浆性能受养护温度影响较大,当养护温度为0℃时,流动度仅为112 mm,但随着温度升高流动度增长较快;低温养护使得砂浆内部热效应减弱,延缓了凝结时间;早期强度也损失显著,0℃时,砂浆养护1 d才形成强度,说明低温环境大大减慢了体系的固化速度。微观分析表明低温养护导致砂浆内部结构疏松,裂缝及孔隙增多,说明固化反应不完全,从而降低了砂浆的性能。当养护温度为20℃时,砂浆内部结构较为致密,宏观结构也表现出较高强度。