生物质在制动摩擦材料中的应用.pdf

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1、第4O卷第12期当代化工Vo1．40．No．122011年12月ContemporaryChemicalIndustryDecember，20i1生物质在制动摩擦材料中的应用蔡黎明，员荣平，王慧，盛初之，马永杰，付哲臻，杨卫民，吕亚非(1．北京化T大学机电工程学院，北京100029；2．北京化工大学新型高分子材料制备与~T_JL京市重点实验室，北京100029)摘要：通过分析现有制动摩擦材料存在的环境问题，提出应用生物质开发环境友好型制动摩擦材料，即全部采用无毒、无环境污染、可生物降解的原材料如天然植物纤维、天然坚果壳粉和农业或林业废弃物(蔗渣、木屑等)，天然矿物纤维和

2、填料、从生物质合成可取代酚醛的树脂。生物质在制动摩擦材料中的主要作用有轻量、降低摩擦系数和改善耐磨性。在制动摩擦材料中引入生物质的关键是采用化学和物理处理方法提高热稳定性和合成木质素树脂。关键词：制动摩擦材料；生物质；天然植物纤维；坚果壳中图分类号：TS721文献标识码：A文章编号：1671—0460(2011)12-1268—04Application0fBiomassinEco．friendlyBrakeFrictionCompositesCAILi—ming，y乙ⅣR0g．砌WAJVG爿，SHENGChu-zhf，MAYon7f，FUZhe—zhen，YANGWe

3、f．min，￡．fei‘(1．CollegeofMechanicalandElectricalEngineering．BeijingUniversityofChemicalTechnology．Bei．jing100029China：2．TheKeyLaboratoryofBeil．．jingCityonPreparationandProcessingofNovePolymerMaterialsBe~jingUniversityofChemicalTechnology．Beiiing100029．China)Abstract：Afleranalyzingtheenvir

4、onmenta1problemspresentedinbrakefrictioncomposites．thenovelformulationscomposedofbiomassincludingnaturalfibers，nutshells，naturalmineralfibersandfillersforpreparingfullyeco—friendlyfrictioncompositeswasproposed．Therolesofbiomassinfrictioncompositesarelightweight，depressingfrictioncoeffici

5、entandmodifyingwearrate．Thecritica1issuesrelatedtotheapplicationofbiomassinfrictioncompositesaretoincreasethermalstabilityofthebiomassbyusingchemicalandphysicaltreatmentsandsynthesizeligninbasedresintoreplacephenolicresin．Keywords：Brakefrictioncomposites；Biomass；Naturalplantfibers；Nutshe

6、lls制动摩擦材料广泛用于交通、传输工具制动器现有制动摩擦材料存在严重的环境问题(对水、衬片，是多组分、多相复合材料，由树脂基体、纤土壤、空气、声的污染和对人体健康、植物生长的维增强体和填料组成。近代制动摩擦材料的发展从影响)，主要有。：(1)石棉是致癌物；(2)重金属石棉摩擦材料开始，经历了半金属(以钢纤维为增铅、铬、汞、镍，是致癌物；(3)铜纤维和铜粉严强体)、低金属和无石棉有机(包括无金属、陶瓷型重污染水资源；(4)石英(结晶二氧化硅)是致癌和环境友好型)摩擦材料。半金属摩擦材料含50％物；(5)三氧化二锑(三硫化二锑在摩擦过程中发钢纤维和铁粉，低金属摩擦材料含2

7、5％钢纤维和生氧化反应的产物)，可能致癌；(6)金属硫化物如铁粉，无金属(不含任何金属)和陶瓷(以陶瓷纤三硫化二锑、二硫化钼、硫化铜和含硫物质如煤矸维、铜纤维、芳纶浆粕为增强体)摩擦材料不含钢石(工业固体废弃物，含硫和多环芳烃致癌物)，在纤维和铁粉，都以酚醛树脂作为基体。对制动摩擦摩擦过程中发生氧化反应后生成二氧化硫气体，污材料的基本要求是：(1)高性能，具有好的制动性染大气环境；(7)钛酸钾品须、碳化硅晶须和氮化能，保证刹车；(2)舒适性，减少噪音和刹车振动；硅晶须被质疑对人体有害(而它们的颗粒物则较少(3)经济性(低成本)，选用低价格