插层前后研究变化规律

插层前后研究变化规律

采用热压成型工艺制备了插层改性膨润土掺杂的聚合物基摩擦材料,通过对比改性前后的膨润土掺杂的数据结果,进而探索插层改性膨润土的摩擦材料磨损表面的形态、物理力学性能、摩擦磨损性能的变化规律。结果表明:插层改性之后,膨润土的形貌由不规则的颗粒状变成片层状结构,晶面间距比原来增大了0.089 22 nm,表明季铵盐十六烷基三甲基溴化铵已经成功地插层进入膨润土层间。

与未改性的膨润土相比,季铵盐改性膨润土增强的摩擦材料磨损表面更为平整,这与表面生成的摩擦膜密切相关,其硬度从未改性膨润土掺杂摩擦材料的85~95降低到了80~90,冲击强度明显提高,摩擦系数较高,磨损率较低,尤其是当温度为350℃时,季铵盐改性膨润土掺杂的摩擦材料其摩擦系数从原来的0.15增加至0.23,而磨损率从原来的2.25×10~(–7)

cm~3/(N·m)降低至0.97×10~(–7) cm~3/(N·m),综合性能变好。

十六烷基三甲基溴化铵为改性剂,通过正交试验,研究搅拌时间、改性配比、反应温度对钠基蒙脱土改性效果的影响,并结合饱和盐溶液法对改性前后的钠基蒙脱土进行湿性能测试,从平衡含湿量方面探究其改性效果的优劣。采用XRD、FTIR和SEM等测试手段对改性钠基蒙脱土的微观形貌、物质结构、结构组成进行测试分析。试验结果表明,对改性效果影响

因素大小排序为:改性配比>搅拌时间>反应温度,其最佳方案为改性剂/钠基蒙脱土为0.4:1,反应温度60℃,反应时间120min,改性后的钠基蒙脱土层间距由改性前0.97nm增大到1.92nm,同时湿性能试验表明,改性后的钠基蒙脱土的平衡含湿量(相对湿度)较未改性之前有大幅提升。

其次以改性后的钠基蒙脱土为插层主体材料,以不同种类的相变储能材料为插层客体材料,采用熔融插层法制备一系列不同相变储热材料用量、不同加热温度、不同搅拌时间的相变调湿复合材料,通过不同相变材料/改性钠基蒙脱土插层后稳定性评价及相关的形貌、组成、成分表征,获得相变调湿复合材料的优化制备工艺参数。

最后以丙烯酸为增湿材料,进一步探索复合材料湿度调节能力提高的技术途径,分别采用步冷曲线法、DSC测试法和饱和盐溶液法对优化后的不同相变调湿复合材料进行热湿性能测试,测试结果表明:热性能方面,以固-液有机相变材料为客体制备的相变调湿复合材料控温时间最久,而以固-固有机相变材料为客体制备的相变调湿复合材料控温时间效果欠佳。

湿性能方面,以新戊二醇/改性钠基蒙脱土的平衡含湿量最大,月桂酸改性钠基蒙脱土平衡含湿量最小,并且和改性后插层前的钠基蒙脱土平衡含湿量(相对湿度为64.92%)0.0748 g/g进行对比,发现平衡含湿量都有不同水平的下降。