提要：用多种特种纤维代替石棉，研制无石棉摩擦材料。对于摩擦材料的安全性，舒适性和耐磨性，有着十分重要的作用，本文作者通过对加入胶原纤维的刹车片摩擦性能的研究,，取得了良好的结果。
1：概况：
由于石棉的危害众所周知，近二十年来，寻找石棉代用品为世人关注，特别在汽车摩擦材料中，随着汽车工业和城市化的迅速发展，石棉粉尘对环境的污染令人担忧。由于作为石棉代用品的一些主体纤维，例如，钢纤维，玻璃纤维，硅酸铝纤维,岩石棉硅灰石纤维等，都有一些不可克服的缺陷，需要一些其他纤维或材料来弥补。华东特种纤维制造有限公司多年来为开发特种纤维代替石棉，开发了目前欧美等发达国家比较通用的多种纤维。如碳纤维予氧丝，纤维素纤维，岩石棉，胶原纤维等用于摩擦材料。代替了进口。取得了良好的社会效益。本文对胶原纤维用于无石棉摩擦材料进行了探讨，胶原纤维也是一种特种纤维, 胶原蛋白是形成胶原原纤维的基本单位由大分子链并列形成胶原基本结构单元的原胶原分子,由三条肽链相互缠绕成螺旋结构,胶原蛋白除具有蛋白质的一般性质外还有许多特有的性质这是由其特殊的组成和结构所决定链形成双螺旋结构，而胶原蛋白胶原肽链间存在离子键!氢键!范德华力及非极性基团产生的疏水键等作用力，同时胶原分子内和分子间还存在醇醛缩合交联!醛氨缩合交联和醛醇组氨酸的交联，使得胶原的多条肽链牢固地连接起来具有很高的抗张强度 胶原分子间按四分之一错列方式超分子聚集形成稳定的韧性很强的原纤维原纤维进一步聚集形成胶原纤维此外分子内及分子间的共价交联赋予胶原较高的物理化学稳定性和很多实用的特性如高拉伸强度生物降解性能!生物相容性,低抗原性,低刺激性.特别好的韧性和抗冲击性.
2：试验的基本配方：
含有4%胶原纤维制造的盘式刹车片，其基本配方如下：
3：试验方法和试验结果：
除按照国家标准GB 5763 –2008进行摩擦磨损试验外按照SAE J661进行摩擦性能测试，另外按照ECE R90 台架试验方法进行试验,试验程序见表1
样品的GB5763-2008 和SAE J661 的试验结果果见图2，图3
表1 R90台架试验程序
ECE-R90试验过程及试验方法(Test Procedure)
| Section | # Of Stops | Initial-Release Speed ( km/h ) | Control | IBT(℃) | Cycle Time(s) | |
| 001 | 测量刹车片厚度重量 | |||||
| 0002： | Burnish 磨合 | 32 | 80-3 | 0.3g Pedal force=70N | <100 | —— |
| 0003： | 32 | 120-60 | 0.3gPedal force=70N | <200 | —— | |
| 0004： | 3 | 80-3 | 0.3gPedal force=70N | <100 | —— | |
| 0005： | Cold performance test冷特性 | 2 | 80-3 | P=2、2.7、4.0、6.0、8.0、10.0 、12.0 MPa | <100 | —— |
| 0006： | Speed sensitivity test速度特性 | 3 | 80-3 | P=P1(while deceleration=-5m/s2) | <100 | —— |
| 0007： | 3 | 120-3 | P=P1 | <100 | —— | |
| 0008： | 3 | 160-3 | P=P1 | <100 | —— | |
| 0009： | FADE TEST热衰退 | 15 | 120-60 | 0.3gPedal force=70N | 开始小于100度 | 45秒 |
| 10： | 热摩擦特性 | 1 | 80-3 | 0.45g | 衰退结束后30秒 | |
| 11： | 磨合 | 20 | 120-60 | 0.3gPedal force=70N | <200 | |
| 12： | 磨合基准 | 3 | 80-3 | 0.3gPedal force=70N | <100 | —— |
| 13： | 冷特性试验 | 2 | 80-3 | P=2、2.7、4.0、6.0、8.0、10.0 、12.0 MPa | <100 | —— |
| 14： | 速度特性 | 3 | 80-3 | P=P1(while deceleration=-5m/s2) | <100 | —— |
| 15： | 速度特性 | 3 | 120-3 | P=P1 | <100 | —— |
| 16： | 速度特性 | 3 | 160-3 | P=P1 | <100 | —— |
| 17： | 最后测量 |
小样物理性能如下剪切强度4.49Mpa洛氏硬度45密度2.3, SAE 摩擦编码G G
4：试验结果讨论：
- 从试验结果看,试验样品的摩擦系数属于中高,磨损率中等,制动效能比较好,速度稳定性比较好,特别是高速特性。R90的台架试验结果（见图4）充分说明了这一点，在其他台架试验程序，如QCT564-2008测试也得到类似的结果。
- 胶原纤维是一种新型的有机纤维,该产品在混合中容易分散,吸附其他纤维和填充料的能力比较强，缩短了混合时间使混合料更加均匀,减少了混合过程的灰尘.对减少环境污染也有较好的作用。
- 胶原纤维为动物蛋白纤维,有较好的强度和韧性, 有一定的弹性,对改进材料的柔软性和压缩性有较好的作用。以前,人们用牛皮做摩擦材料,以特有的强度和韧性用于抗高冲击的摩擦压力机等.
- 在一般情况下，高速制动温度比较高，材料有较好的高速摩擦性能说明材料有一定的耐温性。
- 由于胶原纤维不同于矿物纤维，硬度低，弹性好，降低了制动噪音和振动提高摩擦材料的NHV性能。
- 对对偶磨损小，价格和其他一般的有机纤维相当，比芳伦便宜得多。是无石棉摩擦材料中石棉纤维的优良的代用品之一。
5：结论：
- 用胶原纤维制造摩擦材料，有良好的摩擦磨损性能。
- 胶原纤维和其他无石棉代用纤维如纤维素纤维如钢纤维，碳纤维预氧丝，纤维素纤维，矿物纤维复合，可以减少芳伦的用量，降低成本
- 胶原纤维对提高摩擦材料速度特性降低噪音等方面的机理尚需进一步实验研究。
发表于《2010汽车制动系统行业发展研讨会会议文集2010年10月》