CN111393688A - 一种柠檬酸钠辅助的纳米二氧化锰改性碳纤维增强树脂基摩擦材料的制备方法 - Google Patents

一种柠檬酸钠辅助的纳米二氧化锰改性碳纤维增强树脂基摩擦材料的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种柠檬酸钠辅助的纳米二氧化锰改性碳纤维增强树脂基摩擦材料的制备方法。首先对碳纤维进行酸液氧化的预处理，再采取水热合成工艺在碳纤维上原位生长纳米二氧化锰，同时加入适量浓度的添加剂柠檬酸钠，使得纳米二氧化锰具有均匀、密实的生长形貌，将纳米二氧化锰改性的碳纤维浸渍于酚醛树脂溶液中，经过热压成型即得到碳纤维增强树脂基复合材料。一方面纳米二氧化锰比表面积大，具有一定的耐热、耐磨性能，另一方面添加剂柠檬酸钠起到了辅助还原、控制二氧化锰生长形貌的作用，进而充分发挥了二氧化锰在碳纤维和树脂间的“铆钉”作用，改善了碳纤维与树脂间的结合强度。因此，复合材料的摩擦和磨损性能均得到了有效提升。

Description

一种柠檬酸钠辅助的纳米二氧化锰改性碳纤维增强树脂基摩 擦材料的制备方法
技术领域
本发明涉及湿式摩擦材料领域，具体涉及一种柠檬酸钠辅助的纳米二氧化锰改性碳纤维增强树脂基摩擦材料的制备方法，可应用于湿式离合器用摩擦材料。
背景技术
湿式摩擦材料，即工作于油润滑条件下的摩擦材料，广泛应用于汽车、工程机械和摩托车等湿式离合制动装置中，从而实现传动过程中的制动、离合和变速。碳纤维增强树脂基摩擦材料因具有优异的耐热性能和摩擦磨损性能，可满足高转速、大压力和润滑不充分等苛刻工况的要求，已入驻常用的湿式摩擦材料。而碳纤维表面较为光滑，化学惰性大，阻碍了其优异性能的发挥，使得影响其与树脂基体间的结合力较弱，进而导致摩擦材料过度磨损，使用寿命缩短。为克服该缺点，研究者们致力于对碳纤维表面进行改性。
当前，提升碳纤维表面活性的主要方法有：表面氧化法，可显著改善纤维表面的化学元素组成，提高纤维表面粗糙度。然而，工艺较难控制，若过度氧化，必然会诱导裂纹、微孔和凹点的产生，从而降低纤维本体的力学强度；表面涂层法，涂层工艺的多样化不仅会造成纤维表面粗糙度的降低，还会导致纤维本身脆性的显著下降、产生明显的界面结构缺陷；纳米氧化物改性法，通过物理或化学作用吸附或生长于纤维表面，例如，采取水热法原位生长纳米二氧化锰于碳纤维表面，不仅增大了纤维表面粗糙度与比表面积，改善了纤维与基体之间的浸润性，而且显著提高了与基体之间的机械锁和作用。然而，当前水热法生长二氧化锰于碳纤维表面的工艺，大多通过控制时间、温度、锰源浓度来优化二氧化锰的生长形貌，这些方法的时效性和可控性差，容易导致生长的二氧化锰松散且不均匀。
发明内容
本发明的目的在于提供一种柠檬酸钠辅助的纳米二氧化锰改性碳纤维增强树脂基摩擦材料的制备方法，以克服现有技术存在的缺陷，本发明所制备出的碳纤维增强树脂基摩擦材料，具有更高且稳定的摩擦系数，且材料的耐磨性能得到了改善，以此提升了材料的摩擦学性能，增加了材料的使用寿命，开拓了材料的应用前景。
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种柠檬酸钠辅助的纳米二氧化锰改性碳纤维增强树脂基摩擦材料的制备方法，包括以下步骤：
1)将碳纤维编织布浸渍于丙酮溶液中，去除碳布表面残留的上浆剂，再用去离子水反复清洗碳布，然后干燥备用；
2)将干燥好的碳布置于浓硝酸溶液，在90℃下对其进行保温2h，然后用去离子水清洗碳布，干燥得到酸液处理的碳布；
3)向高锰酸钾溶液中加入柠檬酸钠和酸液处理的碳布，在60℃下保温 2h；
4)将步骤3)得到的产物进行水热还原反应，待反应完成后将碳布取出，用乙醇和去离子水将其反复清洗若干次，从而去除碳布上的反应残留物，然后将其烘干，得到改性碳布；
5)将改性的酚醛树脂溶于乙醇中，制成酚醛树脂溶液，并将改性碳布浸渍于树脂溶液中，待溶剂完全挥发并晾干，然后进行热压成型，即得到纳米二氧化锰改性碳纤维增强树脂基摩擦材料。
进一步地，步骤1)所述的碳纤维编织布为聚丙烯腈基或沥青基碳纤维。
进一步地，步骤1)和步骤2)中干燥温度均为60℃，干燥时间均为10～12h。
进一步地，步骤2)中浓硝酸溶液在配制时，浓硝酸与水的体积比为1： 1。
进一步地，步骤3)中高锰酸钾溶液在配置时，每70mL去离子水中加入2mmol高锰酸钾。
进一步地，步骤3)中加入柠檬酸钠和酸液处理的碳布后，柠檬酸钠的摩尔浓度为高锰酸钾摩尔浓度的1/3。
进一步地，步骤4)中的水热反应温度为125～130℃，反应时间为1h。
进一步地，步骤5)中改性的酚醛树脂为丁腈橡胶改性的酚醛树脂或腰果壳油改性的酚醛树脂。
进一步地，步骤5)中改性的酚醛树脂质量为改性碳布质量的30～40％。
进一步地，步骤5)的热压成型温度控制为160～170℃，压力为10Mpa，时间为10min。
与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
本发明通过在碳纤维表面原位生长纳米二氧化锰，利用二氧化锰表面的活性羟基，使得其表面形成大量的含氧官能团，提升了碳纤维的表面活性。同时，加入的添加剂柠檬酸钠，可起到辅助还原锰源的作用，并调控二氧化锰的生长形貌。在柠檬酸钠的适量添加下，二氧化锰生长得更加均匀、密实，其铆钉作用得以充分发挥，进一步增强碳纤维与基体树脂间的结合力，有助于提升碳纤维树脂基摩擦材料的摩擦和磨损性能。
本发明通过在碳布上水热合成纳米二氧化锰的过程中，加入了添加剂柠檬酸钠，同时控制其摩尔浓度为锰源浓度的1/3。与未添加柠檬酸钠的样品进行对比，碳布上所生长的二氧化锰纳米片变得更加均匀密实。此举措进一步提升了碳布的表面活性，使得纳米二氧化锰的“铆钉”作用得到更充分的发挥，从而增强了与树脂基体间的结合力。相较于传统的控制二氧化锰形貌的方法(如控制水热反应的时间、温度)更加简捷，是一种有效、易行的碳布上原位合成二氧化锰的制备方法。
本发明以改性碳布为增强体所制备出的树脂基摩擦材料，其分别在不同载荷3N和5N作用下，滑动速度为300t/min的条件下连续摩擦1h后进行的摩擦系数和磨损测试中，摩擦系数均稳定在0.25左右，磨损量分别为 1.82/10-2mm3和14.40/10-2mm3，呈现出了优异的摩擦磨损性能。
本发明所采取的添加剂柠檬酸钠，对碳布上的锰离子具有一定的络合力，且该添加剂成本低廉，安全无毒，可操作性强。
附图说明
图1为实施例1添加柠檬酸钠前后碳布的SEM照片对比图，其中a、c 为未添加柠檬酸钠的改性碳布的微观形貌，b、d为添加柠檬酸钠后改性碳布的微观形貌；
图2为实施例1中各复合材料在不同施加载荷下的摩擦系数图，其中a) 为3N，b)为5N；
图3为实施例1中各复合材料在不同施加载荷下的磨损量测试图。
具体实施方式
下面对本发明的实施方式做进一步详细描述：
一种柠檬酸钠辅助的纳米二氧化锰改性碳纤维增强树脂基摩擦材料的制备方法，通过在水热法合成纳米二氧化锰的过程中，加入摩尔浓度为锰源三分之一的添加剂柠檬酸钠，使得纳米二氧化锰在碳布表面的生长更加密实均匀，从而制备出一种优化的纳米二氧化锰改性碳纤维增强树脂基摩擦材料。
具体包括以下步骤：
1)将碳纤维编织布(聚丙烯腈基或沥青基碳纤维)浸渍于丙酮溶液中，去除碳布表面残留的上浆剂，再用去离子水反复清洗碳布，然后在60℃下干燥10～12h备用；
2)将浓硝酸与水按照体积比为1：1配制为浓硝酸溶液，将干燥好的碳布置于浓硝酸溶液，在90℃下对其进行保温2h，然后用去离子水清洗碳布，在60℃下干燥10～12h，得到酸液处理的碳布；
3)向高锰酸钾溶液中加入柠檬酸钠和酸液处理的碳布，在60℃下保温 2h，其中，高锰酸钾溶液在配置时，每70mL去离子水中加入2mmol高锰酸钾，加入柠檬酸钠和酸液处理的碳布后，柠檬酸钠的摩尔浓度为高锰酸钾摩尔浓度的1/3；
4)将步骤3)得到的产物在125～130℃下进行水热还原反应1h，待反应完成后将碳布取出，用乙醇和去离子水将其反复清洗若干次，从而去除碳布上的反应残留物，然后将其烘干，得到改性碳布；
5)将改性的酚醛树脂溶于乙醇中，制成酚醛树脂溶液，其中，改性的酚醛树脂为丁腈橡胶改性的酚醛树脂或腰果壳油改性的酚醛树脂，然后将改性碳布浸渍于树脂溶液中，改性的酚醛树脂质量为改性碳布质量的30～40％，待溶剂完全挥发并晾干，进行热压成型，热压成型温度控制为160～170℃，压力为10Mpa，时间为10min，即得到纳米二氧化锰改性碳纤维增强树脂基摩擦材料。
本发明在水热生长二氧化锰的同时，添加适当浓度的柠檬酸钠，进一步使得二氧化锰的生长形貌更加均匀密实，以此来进一步提升碳纤维的表面活性，从而增强碳纤维与树脂间的界面结合力。
下面结合实施例对本发明做进一步详细描述：
实施例1
1)用50mL的丙酮溶液浸渍聚丙烯腈基碳纤维编织布48h，从而去除碳布表面残留的上浆剂，然后取出碳布，再用去离子水反复清洗三次，后将其置于60℃的真空干燥箱中干燥12h，得到预处理的碳布；
2)将80mL的去离子水与80mL的浓硝酸溶液均匀混合，将干燥好的碳布置于500mL烧杯中，加入配置好的浓硝酸溶液，在90℃下保温2h，后用去离子水反复清洗碳布三次，再将碳布置于60℃的真空干燥箱中干燥12h，得到酸液处理的碳布；
3)称取0.0316g的高锰酸钾于200mL烧杯中，再加入70mL的去离子水，采取磁力搅拌器搅拌至溶液完全溶解。然后加入0.0196g的柠檬酸钠和酸液处理好的碳布，在60℃下将其保温2h；
4)将上述溶液及碳布转移至水热反应釜中，进行高温高压下的水热还原反应，控制反应时间为1h，反应温度为130℃。待反应完成后将碳布取出，用乙醇和去离子水将其反复清洗三次，从而去除碳布上的反应残留物。然后将其干燥12h，得到改性碳布；
5)将一定质量的丁腈橡胶改性的酚醛树脂溶于乙醇中，制成酚醛树脂溶液，并将改性碳布浸渍于树脂溶液中，控制酚醛树脂质量为改性碳布质量的 30％。待溶剂完全挥发并晾干后，将其置于平板硫化机中进行热压成型，压力为10MPa，温度为165℃，时间为10min。即可得到优化的纳米二氧化锰改性碳纤维增强树脂基摩擦材料，记为CFRP-2。
实施例2
1)用60mL的丙酮溶液浸渍聚丙烯腈基碳纤维编织布48h，从而去除碳布表面残留的上浆剂，然后取出碳布，再用去离子水反复清洗三次，后将其置于60℃的真空干燥箱中干燥12h，得到预处理的碳布；
2)将85mL的去离子水与85mL的浓硝酸溶液均匀混合，将干燥好的碳布置于500mL烧杯中，加入配置好的浓硝酸溶液，在90℃下保温2h，后用去离子水反复清洗碳布三次，再将碳布置于60℃的真空干燥箱中干燥10h，得到酸液处理的碳布；
3)称取0.0316g的高锰酸钾于200mL烧杯中，再加入70mL的去离子水，采取磁力搅拌器搅拌至溶液完全溶解。然后加入0.0196g的柠檬酸钠和酸液处理好的碳布，在60℃下将其保温2h；
4)将上述溶液及碳布转移至水热反应釜中，进行高温高压下的水热还原反应，控制反应时间为1h，反应温度为125℃。待反应完成后，将碳布取出，用乙醇和去离子水将其反复清洗三次，从而去除碳布上的反应残留物。然后将其干燥12h，得到改性碳布；
5)将一定质量的丁腈橡胶改性的酚醛树脂溶于乙醇中，制成酚醛树脂溶液，并将改性碳布浸渍于树脂溶液中，控制酚醛树脂质量为改性碳布质量的 39％。待溶剂完全挥发并晾干后，将其置于平板硫化机中进行热压成型，压力为10MPa，温度为165℃，时间为10min。即可得到优化的纳米二氧化锰改性碳纤维增强树脂基摩擦材料。
实施例3
1)用70mL的丙酮溶液浸渍聚丙烯腈基碳纤维编织布48h，从而去除碳布表面残留的上浆剂，然后取出碳布，再用去离子水反复清洗三次，后将其置于60℃的真空干燥箱中干燥10h，得到预处理的碳布；
2)将70mL的去离子水与70mL的浓硝酸溶液均匀混合，将干燥好的碳布置于500mL烧杯中，加入配置好的浓硝酸溶液，在90℃下保温2h，后用去离子水反复清洗碳布三次，再将碳布置于60℃的真空干燥箱中干燥10h，得到酸液处理的碳布；
3)称取0.0316g的高锰酸钾于200mL烧杯中，再加入70mL的去离子水，采取磁力搅拌器搅拌至溶液完全溶解。然后加入0.0196g的柠檬酸钠和酸液处理好的碳布，在60℃下将其保温2h；
4)将上述溶液及碳布转移至水热反应釜中，进行高温高压下的水热还原反应，控制反应时间为1h，反应温度为125℃。待反应完成后将碳布取出，用乙醇和去离子水将其反复清洗三次，从而去除碳布上的反应残留物。然后将其干燥12h，得到改性碳布；
5)将一定质量的腰果壳油改性的酚醛树脂溶于乙醇中，制成酚醛树脂溶液，并将改性碳布浸渍于树脂溶液中，控制酚醛树脂质量为改性碳布质量的 36％。待溶剂完全挥发并晾干后，将其置于平板硫化机中进行热压成型，压力为10MPa，温度为165℃，时间为10min。即可得到优化的纳米二氧化锰改性碳纤维增强树脂基摩擦材料。
实施例4
1)用70mL的丙酮溶液浸渍沥青基碳纤维编织布48h，从而去除碳布表面残留的上浆剂，然后取出碳布，再用去离子水反复清洗三次，后将其置于 60℃的真空干燥箱中干燥10h，得到预处理的碳布；
2)将75mL的去离子水与75mL的浓硝酸溶液均匀混合，将干燥好的碳布置于500mL烧杯中，加入配置好的浓硝酸溶液，在90℃下保温2h，后用去离子水反复清洗碳布三次，再将碳布置于60℃的真空干燥箱中干燥10h，得到酸液处理的碳布；
3)称取0.0316g的高锰酸钾于200mL烧杯中，再加入70mL的去离子水，采取磁力搅拌器搅拌至溶液完全溶解。然后加入0.0196g的柠檬酸钠和酸液处理好的碳布，在60℃下将其保温2h；
4)将上述溶液及碳布转移至水热反应釜中，进行高温高压下的水热还原反应，控制反应时间为1h，反应温度为127℃。待反应完成后将碳布取出，用乙醇和去离子水将其反复清洗三次，从而去除碳布上的反应残留物。然后将其干燥12h，得到改性碳布；
5)将一定质量的腰果壳油改性的酚醛树脂溶于乙醇中，制成酚醛树脂溶液，并将改性碳布浸渍于树脂溶液中，控制酚醛树脂质量为改性碳布质量的 38％。待溶剂完全挥发并晾干后，将其置于平板硫化机中进行热压成型，压力为10MPa，温度为160℃，时间为10min。即可得到优化的纳米二氧化锰改性碳纤维增强树脂基摩擦材料。
实施例5
1)用70mL的丙酮溶液浸渍沥青基碳纤维编织布48h，从而去除碳布表面残留的上浆剂，然后取出碳布，再用去离子水反复清洗三次，后将其置于60℃的真空干燥箱中干燥12h，得到预处理的碳布；
2)将85mL的去离子水与85mL的浓硝酸溶液均匀混合，将干燥好的碳布置于500mL烧杯中，加入配置好的浓硝酸溶液，在90℃下保温2h，后用去离子水反复清洗碳布三次，再将碳布置于60℃的真空干燥箱中干燥10h，得到酸液处理的碳布；
3)称取0.0316g的高锰酸钾于200mL烧杯中，再加入70mL的去离子水，采取磁力搅拌器搅拌至溶液完全溶解。然后加入0.0196g的柠檬酸钠和酸液处理好的碳布，在60℃下将其保温2h；
4)将上述溶液及碳布转移至水热反应釜中，进行高温高压下的水热还原反应，控制反应时间为1h，反应温度为130℃。待反应完成后将碳布取出，用乙醇和去离子水将其反复清洗五次，从而去除碳布上的反应残留物。然后将其干燥12h，得到改性碳布；
5)将一定质量的腰果壳油改性的酚醛树脂溶于乙醇中，制成酚醛树脂溶液，并将改性碳布浸渍于树脂溶液中，控制酚醛树脂质量为改性碳布质量的 37％。待溶剂完全挥发并晾干后，将其置于平板硫化机中进行热压成型，压力为10MPa，温度为168℃，时间为10min。即可得到优化的纳米二氧化锰改性碳纤维增强树脂基摩擦材料。
实施例6
1)用70mL的丙酮溶液浸渍沥青基碳纤维编织布48h，从而去除碳布表面残留的上浆剂，然后取出碳布，再用去离子水反复清洗三次，后将其置于 60℃的真空干燥箱中干燥12h，得到预处理的碳布；
2)将80mL的去离子水与80mL的浓硝酸溶液均匀混合，将干燥好的碳布置于500mL烧杯中，加入配置好的浓硝酸溶液，在90℃下保温2h，后用去离子水反复清洗碳布三次，再将碳布置于60℃的真空干燥箱中干燥12h，得到酸液处理的碳布；
3)称取0.0316g的高锰酸钾于200mL烧杯中，再加入70mL的去离子水，采取磁力搅拌器搅拌至溶液完全溶解。然后加入0.0196g的柠檬酸钠和酸液处理好的碳布，在60℃下将其保温2h；
4)将上述溶液及碳布转移至水热反应釜中，进行高温高压下的水热还原反应，控制反应时间为1h，反应温度为130℃。待反应完成后将碳布取出，用乙醇和去离子水将其反复清洗五次，从而去除碳布上的反应残留物。然后将其干燥12h，得到改性碳布；
5)将一定质量的腰果壳油改性的酚醛树脂溶于乙醇中，制成酚醛树脂溶液，并将改性碳布浸渍于树脂溶液中，控制酚醛树脂质量为改性碳布质量的 35％。待溶剂完全挥发并晾干后，将其置于平板硫化机中进行热压成型，压力为10MPa，温度为170℃，时间为10min。即可得到优化的纳米二氧化锰改性碳纤维增强树脂基摩擦材料。
实施例7
1)用70mL的丙酮溶液浸渍沥青基碳纤维编织布48h，从而去除碳布表面残留的上浆剂，然后取出碳布，再用去离子水反复清洗三次，后将其置于 60℃的真空干燥箱中干燥12h，得到预处理的碳布；
2)将80mL的去离子水与80mL的浓硝酸溶液均匀混合，将干燥好的碳布置于500mL烧杯中，加入配置好的浓硝酸溶液，在90℃下保温2h，后用去离子水反复清洗碳布三次，再将碳布置于60℃的真空干燥箱中干燥12h，得到酸液处理的碳布；
3)称取0.0316g的高锰酸钾于200mL烧杯中，再加入70mL的去离子水，采取磁力搅拌器搅拌至溶液完全溶解。然后加入酸液处理好的碳布，在 60℃下将其保温2h；
4)将上述溶液及碳布转移至水热反应釜中，进行高温高压下的水热还原反应，控制反应时间为1h，反应温度为130℃。待反应完成后将碳布取出，用乙醇和去离子水将其反复清洗五次，从而去除碳布上的反应残留物。然后将其干燥12h，得到改性碳布；
5)将一定质量的腰果壳油改性的酚醛树脂溶于乙醇中，制成酚醛树脂溶液，并将改性碳布浸渍于树脂溶液中，控制酚醛树脂质量为改性碳布质量的 40％。待溶剂完全挥发并晾干后，将其置于平板硫化机中进行热压成型，压力为10MPa，温度为170℃，时间为10min。即可得到优化的纳米二氧化锰改性碳纤维增强树脂基摩擦材料。
对比例
1)用50mL的丙酮溶液浸渍聚丙烯腈基碳纤维编织布48h，从而去除碳布表面残留的上浆剂，然后取出碳布，再用去离子水反复清洗三次，后将其置于60℃的真空干燥箱中干燥12h，得到预处理的碳布；
2)将80mL的去离子水与80mL的浓硝酸溶液均匀混合，将干燥好的碳布置于500mL烧杯中，加入配置好的浓硝酸溶液，在90℃下保温2h，后用去离子水反复清洗碳布三次，再将碳布置于60℃的真空干燥箱中干燥12h，得到酸液处理的碳布；
3)称取0.0316g的高锰酸钾于200mL烧杯中，再加入70mL的去离子水，采取磁力搅拌器搅拌至溶液完全溶解。然后加入酸液处理好的碳布，在 60℃下将其保温2h；
4)将上述溶液及碳布转移至水热反应釜中，进行高温高压下的水热还原反应，控制反应时间为1h，反应温度为130℃。待反应完成后将碳布取出，用乙醇和去离子水将其反复清洗三次，从而去除碳布上的反应残留物。然后将其干燥12h，得到改性碳布；
5)将一定质量的丁腈橡胶改性的酚醛树脂溶于乙醇中，制成酚醛树脂溶液，并将改性碳布浸渍于树脂溶液中，控制酚醛树脂质量为改性碳布质量的 30％。待溶剂完全挥发并晾干后，将其置于平板硫化机中进行热压成型，压力为10MPa，温度为165℃，时间为10min。即可得到优化的纳米二氧化锰改性碳纤维增强树脂基摩擦材料，记为CFRP-1。
从图1中观察到，相较于未添加柠檬酸钠的样品，通过实施例1得到的 CFRP-2，其表面的纳米二氧化锰片之间的间隙进一步缩小，二氧化锰生长得更加均匀、密实。可见，本发明所添加的柠檬酸钠成功辅助了纳米二氧化锰在碳纤维表面的合成。
从图2中观察到，对比未添加柠檬酸钠的复合材料CFRP-1，当连续以滑动转速为300t/min持续1h，施加载荷分别为3N和5N的条件下，通过实施例1所制备的复合材料CFRP-2具有更高且稳定的摩擦系数，说明本发明所制备的复合材料具有更优异的摩擦性能。
从图3中观察到，相较于未添加柠檬酸钠的复合材料CFRP-1，分别在 3N和5N的施加载荷并于300t/min条件下连续摩擦2h后进行磨损率测试后，通过实施例1所得到的复合材料CFRP-2具有更低的磨损量，较CFRP-1分别降低了63.8％和26.5％。可见本发明所制备的复合材料具有更优异的耐磨性能。

Claims (10)

1.一种柠檬酸钠辅助的纳米二氧化锰改性碳纤维增强树脂基摩擦材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)将碳纤维编织布浸渍于丙酮溶液中，去除碳布表面残留的上浆剂，再用去离子水反复清洗碳布，然后干燥备用；
2)将干燥好的碳布置于浓硝酸溶液，在90℃下对其进行保温2h，然后用去离子水清洗碳布，干燥得到酸液处理的碳布；
3)向高锰酸钾溶液中加入柠檬酸钠和酸液处理的碳布，在60℃下保温2h；
4)将步骤3)得到的产物进行水热还原反应，待反应完成后将碳布取出，用乙醇和去离子水将其反复清洗若干次，从而去除碳布上的反应残留物，然后将其烘干，得到改性碳布；
5)将改性的酚醛树脂溶于乙醇中，制成酚醛树脂溶液，并将改性碳布浸渍于树脂溶液中，待溶剂完全挥发并晾干，然后进行热压成型，即得到纳米二氧化锰改性碳纤维增强树脂基摩擦材料。
2.根据权利要求1所述的一种柠檬酸钠辅助的纳米二氧化锰改性碳纤维增强树脂基摩擦材料的制备方法，其特征在于，步骤1)所述的碳纤维编织布为聚丙烯腈基或沥青基碳纤维。
3.根据权利要求1所述的一种柠檬酸钠辅助的纳米二氧化锰改性碳纤维增强树脂基摩擦材料的制备方法，其特征在于，步骤1)和步骤2)中干燥温度均为60℃，干燥时间均为10～12h。
4.根据权利要求1所述的一种柠檬酸钠辅助的纳米二氧化锰改性碳纤维增强树脂基摩擦材料的制备方法，其特征在于，步骤2)中浓硝酸溶液在配制时，浓硝酸与水的体积比为1：1。
5.根据权利要求1所述的一种柠檬酸钠辅助的纳米二氧化锰改性碳纤维增强树脂基摩擦材料的制备方法，其特征在于，步骤3)中高锰酸钾溶液在配置时，每70mL去离子水中加入2mmol高锰酸钾。
6.根据权利要求5所述的一种柠檬酸钠辅助的纳米二氧化锰改性碳纤维增强树脂基摩擦材料的制备方法，其特征在于，步骤3)中加入柠檬酸钠和酸液处理的碳布后，柠檬酸钠的摩尔浓度为高锰酸钾摩尔浓度的1/3。
7.根据权利要求1所述的一种柠檬酸钠辅助的纳米二氧化锰改性碳纤维增强树脂基摩擦材料的制备方法，其特征在于，步骤4)中的水热反应温度为125～130℃，反应时间为1h。
8.根据权利要求1所述的一种柠檬酸钠辅助的纳米二氧化锰改性碳纤维增强树脂基摩擦材料的制备方法，其特征在于，步骤5)中改性的酚醛树脂为丁腈橡胶改性的酚醛树脂或腰果壳油改性的酚醛树脂。
9.根据权利要求1所述的一种柠檬酸钠辅助的纳米二氧化锰改性碳纤维增强树脂基摩擦材料的制备方法，其特征在于，步骤5)中改性的酚醛树脂质量为改性碳布质量的30～40％。
10.根据权利要求1所述的一种柠檬酸钠辅助的纳米二氧化锰改性碳纤维增强树脂基摩擦材料的制备方法，其特征在于，步骤5)的热压成型温度控制为160～170℃，压力为10Mpa，时间为10min。
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