硅表面聚苯乙烯自组装超薄膜的制备及摩擦磨损性能研究.pdf

第 22 卷　第 2 期 摩 擦 学 学 报 22, 　 2 V o l N o 2002 年 3 月 TR IBOL O GY M arch , 2002 硅表面聚苯乙烯自组装超薄膜的制备 及摩擦磨损性能研究 周　峰, 陈　淼, 刘维民 ( 中国科学院兰州化学物理研究所 固体润滑国家重点实验室, 甘肃 兰州　730000) 摘要: 研究了苯乙烯乙烯基三乙氧基硅烷共聚物在羟基化基片上的自组装行为及聚合物超薄膜的摩擦磨损性能. 结 果表明, 自组装聚合物薄膜的厚度和均匀程度取决于聚合物成膜溶液的浓度. 与空白基底相比, 自组装膜修饰的基底 在低载荷下同钢对摩时的摩擦系数更低, 耐磨寿命更长. 因此, 自组装聚合物薄膜可以作为低载荷下硅基材料的减摩 抗磨防护层. 关键词: 硅; 聚苯乙烯; 自组装超薄膜; 摩擦磨损性能 中图分类号: O 634. 4 1 文章标识码: A 文章编号: (2002) 　　聚合物固体界面的研究正引起越来越多的关 ( ) 分析结果表 明, — 2 — 的特征峰位于 NM R SiO CH [ 1 ] 注 , 其中界面粘附力是决定界面强度的关键因素. 0. 308 ppm 处. ( 在聚合物中引入锚固基团 这些锚固基团可与底材表 1. 2　 自组装膜的制备与表征 ) 面形成氢键、共价键或离子键等 是提高粘附强度的 将单晶硅片或玻璃片置入体积比为 7 ∶3 的浓硫 [2 ] 有效手段 . 分子自组装技术利用自组装分子与基底 酸30% 过氧化氢混合液中, 在 90 ℃下保温2 h , 将基 间形成化学键来构造有序、紧密堆积的界面层, 目前 片取出用蒸馏水冲洗, 高纯氮气吹干, 立即浸入浓度 [3 ] 的研究大多集中于短链分子的自组装 . 将反应性官 分别为 20 和 1 的聚合物无水甲苯 m g mL m g mL 能团置入聚合物分子链同样可以实现聚合物的自组 溶液中, 在固定的成膜温度和时间下自组装成膜, 将 [4～ 7 ] 成膜后的基片用 超声洗涤以除去物理吸附的 装 . 自组装膜有望用于解决微机电系统的润滑问 CH 2C l2 题[ 8,