PEO和CPAM对纸基摩擦材料原纸性能的影响
陆赵情 陈 杰 张大坤
【摘 要】摘 要:采用碳纤维、短切芳纶纤维、芳纶浆粕、竹纤维以及海泡石绒为原料，并用抄纸的方法抄造纸基摩擦材料原纸;通过在抄造浆料中添加聚氧化乙烯 (PEO)和阳离子聚丙烯酰胺 (CPAM)，探究了PEO和CPAM对浆料分散性能和纸张匀度和抗张强度的影响。结果表明，PEO对浆料有良好的分散作用，CPAM对纸张有很好的增强效果，当PEO用量为0.2%、CPAM用量为0.16%时，浆料分散效果最好，成纸的匀度最高。 【期刊名称】中国造纸 【年(卷),期】2013(032)002 【总页数】4
【关键词】关键词:纸基摩擦材料;聚氧化乙烯;阳离子聚丙烯酰胺;匀度;抗张强度 纸基摩擦材料具有摩擦因数高、摩擦性能稳定、动静摩擦因数比可调、耐磨损性能良好、能量吸收能力高等诸多优良性能而被广泛应用于各类重型车辆和工程机械的离合器和制动器中，特别是作为汽车自动变速器中离合器的摩擦片材料［1-2］。纸基摩擦材料主要由纤维、填料、摩擦性能调节剂和胶黏剂构成，其中原纸的制备采用了传统的抄纸工艺，将纤维、填料和摩擦性能调节剂在水相介质中分散，并最终以脱水的方式成形［3-4］。摩擦材料中采用多种高性能增强纤维和填料等，在水介质中的润湿性较差，浆料分散不均，容易导致成纸匀度降低，所以浆料悬浮液分散好坏是影响纸基摩擦材料原纸成形的一个重要因素［5-6］。
纸基摩擦材料中增强纤维的主要作用表现为增加摩擦材料的机械强度，提高和
改善材料的摩擦性能，特别是对摩擦材料耐热性能和耐磨损性能有很大的改善［5，7-8］。纸基摩擦材料最常用的增强纤维有芳纶纤维、碳纤维、玻璃纤维和其他有机合成纤维。由于对汽车离合器和摩擦片综合性能的要求不断提高，单一的某种纤维很难实现摩擦材料对性能的要求，所以纸基摩擦材料都是由多种纤维混合组成，以获得良好的综合性能［4，6，8］。但是有机合成纤维表面活性低，比表面积小，疏水性强，不易被水浸湿，难分散，难成形，因此用有机纤维抄纸难度就很大［5，7］。
填料也是摩擦材料中不可缺少的组分，其在摩擦材料中主要起改善物理性能、调节摩擦性能及降低成本的作用。填料的种类繁多且作用各异，其作用效果以及对摩擦材料物理性能的影响有如下规律:增大产品紧度，提高表面硬度，降低抗弯曲强度，降低冲击强度;增大摩擦因数，降低磨耗，表面光洁度变差［9］。 原纸的匀度是影响摩擦材料的一个重要因素，因为它影响到浸渍胶黏剂的均匀分布，进而影响到材料的强度，所以对于摩擦材料原纸成形的研究是一个重要的课题。本实验在浆料中添加聚氧化乙烯 (PEO)作为纤维分散剂，通过测定成纸的匀度和抗张强度，探讨PEO对浆料的分散效果;添加阳离子聚丙烯酰胺 (CPAM)助剂，通过测定浆料的Zeta电位变化和抗张强度，分析CPAM对浆料的分散和纸张成形的影响［10-11］。
1 实验
1.1 实验原料
表1所示为实验制取纸基摩擦材料原纸的组分以及浆料助剂。原纸定量为90 g/m2。
摩擦材料组分的主要纤维基体是竹浆，竹浆具有比木浆更优良的摩擦性能，且
能降低成本;加入海泡石绒的主要作用是分散和吸附浆料中的物料，采用芳纶纤维及芳纶浆粕、碳纤维为增强纤维，填料和摩擦性能调节剂为:硅藻土、石墨、氧化镁、碳酸钙以及丁腈橡胶粉，原料配比见表2。 1.2 实验仪器
电动搅拌器，标准浆样疏解机，纸样抄取器，Mütek-Szp06 Zeta电位测定仪，AutoProeIV9510压汞仪，摆锤式抗张试验机。 1.3 实验步骤
制取浆料和原纸的步骤如下:
(1)对芳纶纤维和碳纤维进行表面预处理:在60℃的水中加入适量的十二烷基苯磺酸钠、芳纶纤维和碳纤维，采用JJ-1精密增力电动搅拌器搅拌10 min，用清水清洗后干燥备用。
(2)制备增强纤维浆:将预处理后的芳纶纤维和碳纤维，以及芳纶浆粕、海泡石绒和一定打浆度的竹浆放入标准疏解机中，加入一定量的PEO，疏解2000转。 (3)制备混合浆料:在增强纤维浆中加入填料和摩擦性能调节剂，搅拌均匀后，再加入十二烷基苯磺酸钠，搅拌200转后加入羧基丁腈胶乳，再搅拌300转使胶乳均匀分散在浆料中并充分吸附在纤维和填料上;加入CPAM并搅拌300转，使丁腈胶乳与纤维、填料、摩擦性能调节剂充分絮聚并结合;再加入一定量的PEO搅拌后形成分散均匀的浆料。
(4)抄造原纸:采用纸样抄取器制备纸基摩擦材料原纸，纸浆浓度控制为0.05%，纸张定量设定为90 g/m2。 1.3.1 PEO对纸张匀度的影响实验
在疏解机中加入芳纶纤维和芳纶浆粕、碳纤维、海泡石绒和竹浆，然后加入
PEO和CPAM对纸基摩擦材料原纸性能的影响
