Nashrieh Shimi va Mohandesi Shimi Iran

Nashrieh Shimi va Mohandesi Shimi Iran

Improvement of Mechanical Properties of Car Brake Pads with Phenolic/Nano Clay Nanocomposite

Document Type : Research Article

Authors
Seyed Hosein Kasiriha 1
Marzieh Lotfi 1
Mojtaba Shafiee 2
1 Faculty of Petroleum and Chemical Engineering, Science and Research Branch, Islamic Azad University, Tehran, I.R. IRAN
2 Faculty of Chemical Engineering, Jundi Shapur University of Technology, Dezful, I.R. IRAN
Abstract
In this research, some brake pads have been produced by in situ polymerization method and dispersion of Nano clay (Montmorillonite) in a phenolic resin matrix. They possess a long life besides having a smooth and reliable braking ability. The optimum amount of Nano clay was determined to be 2/5% to prevent Nano clay molding and results in its uniform distribution in the phenolic resin bed, as well as increasing the mechanical properties of the brake pad. According to the results of the tests, in two formulations of the same brake pad, one without a Nano clay and the other containing Nano clay, the bending from 70 MPa to 76 MPa, the hardness of the samples from 83 to 91 (shore A), abrasion of samples from 4.2308 × 10 -7 to 3.8674 × 10-7, and the coefficient of friction from 0.228 to 0.232 have been changed, respectively.
Keywords
In situ polymerization
Abrasion test
Phenolic resin
Brake pads
Nano clay

Subjects

[1] Pappas J., Patel K., Nauman E.-B., Structure and Properties of Phenolic Resin/Nanoclay Composites Synthesized by In Situ Polymerization, Journal of Applied Polymer Science, 95:1169-1174 (2005).
[2] Zhou G., Movva S., LeeL.-J., Nano Clay and Long Fiber Reinforced Composites Based on Epoxy and Phenolic Resins, Journal of Applied Polymer Science, 108: 3720-3726 (2008).
[3]  Jiang W., Chen S.-H., Chen Y., Nanocomposites from Phenolic Resin and Various Organo-Modified Montmorillonites: Preparation and Thermal Stability, Journal of Applied Polymer Science,  102: 5336–5343 (2006).
[4] Wang H., Zhao T., Synthesis of Novolac/Layered Silicate Nanocomposites by Reaction Exfoliation Using Acid‐Modified Mont Morillonite, Macromolecular Rapid Communications, PubMed Journals, 23:  44-48 (2002).
 [5] Yu J., He J., Ya C., Preparation of Phenolic Resin/Organized Expanded Vermiculite Nanocomposite and its Application in Brake Pad,  Journal of Applied Polymer Science, 119: 275–281 (2011).
[6] Boz M., Adem K., The Effect of Al2O3 on the Friction Performance of Automotive Brake Friction Materials,  Tribology International, 40:1161-1169 (2007).
[7] Tej S., Patnaik A., Gangil B., Chauhan R., Optimization of Tribo-Performance of Brake Friction Materials: Effect of Nano Filler, Wear, 324: 10-16 (2015).
[8] Tej S., Patnaik A., Satapathy B.-K., Kumar M., Tomar B.-S., Effect of Nano Clay Reinforcement on the Friction Braking Performance of Hybrid Phenolic Friction Composites,  Journal of Materials Engineering and Performance, 22: 796-805 (2013).
[9] Yi G., Yan F., Mechanical and Tribological Properties of Phenolic Resin-Based Friction Composites filled with Several Inorganic Fillers,  Wear, 262: 121-129 (2007).
[10] WANG F.-H., Ying L., Effects of Steel Fiber on Tribological Properties of Ceramic-Based Friction Material, Journal  Tribology Transactions, 32: 144-149 (2012).
[11] فقیهی، مرتضی؛ شجاعی، اکبر؛ بهبود خواص مکانیکی و اصطکاکی کامپوزیت‌های مورد استفاده در لنت ترمز قطارها، مجله پلیمر کامپوزیت، 30: 1290 تا 1298 ( 1389).
[12] جعفری نژاد، شهریار؛ ابوالقاسمی، حسین؛ احمدی، سید جواد؛ قربانیان، سهرابعلی؛ ویژگی­های مکانیکی نانوکامپوزیت­های پلی پروپیلن- خاک رس تهیه شده با روش مخلوط مذاب، نشریه شیمی و مهندسی شیمی ایران،  (2) 30: 61 تا 67 (1390)
[13] جهانمرد، پریسا؛ شجاعی، اکبر؛ "بررسی رفتار مواد اصطکاکی سیستم ترمز حاوی نانوذرات"، پایان نامه کارشناسی ارشد، رشته مهندسی پلیمر، دانشگاه صنعتی شریف، تهران (1390)
[14] اعتمادی مهرنجانی، حبیب؛ شجاعی، اکبر؛ "مطالعه نقش نانوذرات آلومینا بر رفتار مواد اصطکاکی لنت ترمز خودرو"، پایان نامه کارشناسی ارشد، رشته مهندسی پلیمر، دانشگاه صنعتی شریف تهران، (1391)
[15] احمدی، فرهاد؛ شجاعی، اکبر؛ "بررسی نقش الیاف کربن بر رفتار اصطکاکی و سایشی آمیزه های اصطکاکی لنت ترمز خودرو"، پایان نامه کارشناسی ارشد، رشته مهندسی شیمی گرایش پلیمر، دانشگاه صنعتی شریف، (1396)
[16] ارجمند، محمد؛ شجاعی، اکبر؛ بررسی نقش الیاف بر کارایی مواد اصطکاکی پایه ی لاستیک، پایان نامه کارشناسی ارشد، رشته مهندسی پلیمر، دانشگاه صنعتی شریف، (1388)
[17] جمال انارکی، مریم؛ شجاعی، اکبر؛ "ساخت و بررسی خواص تریبولوژیکی مواد اصطکاکی پایه لاستیک با ضریب اصطکاک پایین"، پایان نامه کارشناسی ارشد، رشته مهندسی پلیمر، دانشگاه صنعتی شریف، (1387)
[18] صفار، امیر؛ شجاعی، اکبر، "مطالعه نظری و تجربی نقش لاستیک بر کارایی اصطکاکی مواد اصطکاکی سیستم ترمز"، پایان نامه کارشناسی ارشد، رشته مهندسی پلیمر، دانشگاه صنعتی شریف، (1389).
[19] کرمی، آزاده؛ خاوندی، علیرضا؛ خرازی، یوسف؛ "تأثیر اندازه ذرات بر رفتار سایشی لنت ترمز کامپوزیتی بدون آزبست"، نشریه بین المللی مهندسی صنایع و مدیریت تولید، (3) 17 : 53 تا60 (1385).
[20] لابقی، محمد؛ ابراهیمی، قنبر؛ اکبری، بابک؛ بررسی امکان استفاده از مواد لیگنوسلولزی در ساخت لنت ترمز اتومبیل و اثر نانو آلومینا بر ویژگی­های آن، نشریه جنگل و فرآورده های چوب، (2) 67: 283تا294 (1393).