六次固化剂用量对酚醛型摩阻材料制品性能的影响

顾澄中 计卫国

文章主题:酚醛树脂 摩阻材料 固化剂 性能

文章内容：六次固化剂用量对酚醛型摩阻材料制品性能的影响华东化工学院有机型摩阻材料中基体一般采用酚醛树脂,酚醛树脂的性质,对制品的性能有着密切的关系根据酚醛树脂的化学结构及反应的原料苯酚甲醛比例及催化剂的性质,有(1)热塑性(线型酚醛树脂,(2)热固性酚醛树脂之分,二者的区别在于后者通过加热即可交联固化.而前者必须加入固化剂才能克分交联成体型结构.而当前摩阻材料工业中大量使用的还是前者热塑性酚醛树ⅱ(或其改性物),文献表明,固化剂加入量约为树脂的一15,但一般生产部门反映,在其摩阻材料制品&;刹车片,刺动器片)压制时会形成气泡,甚至分层影响产品质量.因此,如何选择凰化弃的品种,含量,使其既满足充分交联,又减少压制缺陷,是实际生产中不容忽略的问题.因线型酚醛呈如下结构./\..]'-'八-仁1.'\/～.\/[?表示树脂中活性点)故需在固化剂存在下方可交联成不溶不熔的体型结构.现今工业上应用的固化剂主要是六次甲基四胺(或称乌洛托品,),乌洛托品的发现,对热塑性酚醛树脂的工业应用(包括摩阻材料行业)有着重要作用.它在树脂固化过程中除供给使线型酚醛交联所需70顾澄中林永渭计卫国吴叙勤的次甲基外,同时也是一个媒溶剂,¨能使制品在压制中流动性增加,与制品中石棉或其它纤维,填科相容性改善.同时本身在压制中又分解产生氨,适量的氨能进一步促进树脂的固化六次甲基四胺外观为白色结晶,15℃升华,分子式()..,其工业制法为,6+4——/\/\2\1:/\关于六次甲基四胺与酚醛树脂的反应,一般认为是鸟语托品中的.一个氮匾子上连接的三个艺学键相继打开,并与三个二阶树脂的分子链反应生成<>/\2,√\/体型结构分子,同时释放出.,也有文//\\献认为'六次甲基四胺先与树脂中的游离酚(一般为5),生成二(整基苄)胺或三(羟焦苄)胺的中间产物,其结构为:/\----一/\一:—\/\/38或<>一,一\-/一]或一/一\一,<>/而生述过渡产物不稳定,在较高固化温度下进_步与游离酚反应,释放出以形成次甲基齄交联树脂里体型结构.显然,六次的用量对上述交联程度及制品的各项性能有着重要的影响.为此,我们进行了一系列的试验,获得的结果如下,一,对树脂固化的影响树脂在155℃温度下交联时间如图6所示.其固化时间与六次在树脂中含量成反比趋势.～.\.一..——寸—哪.图6六次甲基四胺用量对交联时问影响树脂采用改性酚醛树():,六次添加量以树脂为基准.不同含量六次对树脂固化度的影响见表1.衷六次含量对树脂固化度舶影响六次古量树腊重量革瑶【后重量失重先重比莒固化废嘶-..嘶嘶1.550.5.62.9097.08.810.7930.6.595.0560.00.649.柏4.479.534.350.7)0.0344.595.420.0090.7350.0749.179.8300.810.7930.24.784.83树脂采用,试样经55℃20充分固化.固化度按2576—81标准测试,丙酮萃取8.上表显示,随着固化剂()含量的增加,树脂固化度呈上升趋势,当用量为4以上时,交联程度趋于平缓(图2).图2六次含量对树脂固化度影响但是,试验也显示,当不舍有六次甲基四胺时,树脂难以固化.图3显示了热塑洼改性酚醛树脂()固化前后的红外谱图.…&;圈3目化前后树脂谱图7其主要特征峰归属见表2衷2树脂红外特征峰归属基面旺收峰位置0一一一:一30-293:-840-720-540皿-1由红外潜图可见,酚醛树脂除具线型酚醛树脂(型)的各典型特征蜂外,改性剂也已进入基体树脂大分子链节.(见裘2)混有六次甲基四胺(5)后则在1001111处出现一尖锐吸收妊(见图4),但如果使树脂固化并经热处理使多弗氇囤4舍六次树脂交联前谱圈余六次()跑逸该峰ⅱ显着减弱,谱图与交联前基本一致(如图3()),这是因为交联主要通过亚甲基,其吸收峰锼弱,故特征性不强.有资料表明],当采用六次固化时,其台硅1.2已能满足交联需要(不包含量为改善树船流动性,促进树脂固他起催化剂作用之需要,综台考虑树脂固化度影响,低于4的六次用量也是不可取的.=,对拇脂耐热性能影响摩阻材料中采用酚醛树脂为基体的主要原因是骑醛树脂具有优良的耐热性能.一般认为固化后的酚醛树脂在2..℃以前是稳定的,试验表明,即使在此温度下恒温50小时,红外谱图仍未发生变化.以后随湿度逐步上升,并在有氧气存在下,亚甲基才开始氧化,生成=0键,而只有当温度升高刊300'12以上时,树脂才发生分解,生成有苯,甲苯,醛,,等小分子.经过改性的酚醛树脂(如树脂),热分解温度更高到400'12以上.图5,图6显示了酚醛树脂(三聚氰胺腰果油改性)在采用不同用量六次固化时的热失重()曲线:;图55六;足田量酚醛树脂热失重固喜箸图610六班用量树脂热失重囤由图可见,5六次用量,树脂热分解一温度432.8℃,650℃残余物33,37,而10六次用量时,热分解温度427.4℃,650℃残余物35.33.二者耐热性能基本相同,均能较好地满足摩阻材料对基体树脂要求.三,对雄阻性能的曩参晌为比较固化剂含量碱少后是否会使摩阻材料制品摩擦性能劣化,我们分别选用5和10六次含量,树脂为基体,压制一\●明////标准配方摩擦片,试标组成为:线型酚醛树脂()25%石棉(莱阳五级)50%硫陵织(工业级)25%其摩擦性能刊于表3.疲3不同六次用盈标准配方摩擦性能的影响庠擦性估!.(含井韫0.毒91.350.52.35.35-辟强.0.05.2110.254『.29)△3∞2<>72.885.305.28升墨0.鲫80.3880.3650.3110.280(台降温¨0.2480.2280248).323师1.251.2.385.56.53'列试采用定谴式试验机.按标3—88谢试.¨阵温指蕃茸试瘟嶷升刊驰0℃后莲投降韫所刊数据.从表3可见,在实验误差允许范围内,=组试样的摩擦性能基本相同,其力学性能也甚为接近,(见表4)由此可认为,当交联剂含蹙藏少到5左右,对制品摩擦性能和机械性能无明显影响.寝4不同六