环氧改性的单晶硅表面聚合物薄膜的摩擦学特性研究 - 摩擦学学报.pdf

第 ３１卷　第６期 摩 擦 学 学 报 Ｖｏｌ３１　Ｎｏ６ ２０１１年 １１月 Ｔｒｉｂｏｌｏｇｙ Ｎｏｖ，２０１１ 环氧改性的单晶硅表面聚合物薄膜 的摩擦学特性研究 １ ２ 陈　丽 ，张俊彦 （１．兰州理工大学 石油化工学院，甘肃 兰州　７３００５０； ２．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：以３－（２，３－环氧丙氧）丙基三甲氧基硅烷（ＧＰＭＳ）作为连接层，在单晶硅基底表面制备２，５－呋喃二酮与 １－十八烯的共聚物（ＰＭＡＯ）聚合物薄膜．采用傅立叶变换红外光谱仪及原子力显微镜表征薄膜的结构，分别从微 观和宏观摩擦学角度考察薄膜的摩擦磨损性能．结果表明：ＰＭＡＯ聚合物通过环氧硅烷分子与基底之间形成化学吸 附，ＧＰＭＳ增强了聚合物／无机界面间的粘附性和稳定性；与空白基底相比，聚合物薄膜具有低摩擦系数和优异的抗 磨性能，可以作为低载荷下硅基材料的抗磨减摩防护层． 关键词：聚合物薄膜；摩擦性能；耐磨寿命 中图分类号：Ｏ６３５．２ 文献标志码：Ａ 文章编号：１００４－０５９５（２０１１）０６－０５２９－０５ ＴｒｉｂｏｌｏｇｉｃａｌＰｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆＰｏｌｙｍｅｒＬａｙｅｒＧｒａｆｔｅｄｔｏ Ｅｐｏｘｙ－ＭｏｄｉｆｉｅｄＳｉｌｉｃｏｎＳｕｒｆａｃｅｓ １ ２ ＣＨＥＮＬｉ，ＺＨＡＮＧＪｕｎ－ｙａｎ （１．ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＰｅｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＬａｎｚｈｏｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｌａｎｚｈｏｕ７３００５０，Ｃｈｉｎａ ２．ＳｔａｔｅＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＳｏｌｉｄＬｕｂｒｉｃａｔｉｏｎ， ＬａｎｚｈｏｕＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＣｈｅｍｉｃａｌＰｈｙｓｉｃｓ，ＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅｓ，Ｌａｎｚｈｏｕ７３００００，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｅｐｏｘｙｓｕｒｆａｃｅｇｒｏｕｐｓｗｅｒｅｆａｂｒｉｃａｔｅｄｆｒｏｍｅｐｏｘｙｓｉｌａｎｅｓｔｏｓｅｒｖｅａｓａｔｅｍｐｌａｔｅｆｏｒｃｈｅｍｉｃａｌａｎｃｈｏｒｉｎｇｏｆｐｏｌｙ （ｍａｌｅｉｃａｎｈｙｄｒｉｄｅ－ａｌｔ－１－ｏｃｔａｄｅｃｅｎｅ）（ＰＭＡＯ）ｐｏｌｙｍｅｒｌａｙｅｒｓ．Ｔｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓｏｆｔｈｅｓｅｆｉｌｍｓｗｅｒｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚｅｄｂｙ Ｆｏｕｒｉｅｒｔｒａｎｓｆｏｒｍｉｎｆｒａｒｅｄ（ＦＴＩＲ）ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙａｎｄａｔｏｍｉｃｆｏｒｃｅｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ（ＡＦＭ），ａｎｄｔｈｅｍｉｃｒｏ－ａｎｄｍａｃｒｏ－ ｔｒｉｂｏｌｏｇｉｃａｌｓｔｕｄｉｅｓｗｅｒｅｃａｒｒｉｅｄｏｕｔｔｏｅｖａｌｕａｔｅｔｈｅａｄｈｅｓｉｏｎ，ｆｒｉｃｔｉｏｎ，ａｎｄｗｅａｒｏｆｔｈｅｓｅｆｉｌｍｓ．ＴｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔＰＭＡＯ ｆｏｒｍｓｔｅａｄｙｐｏｌｙｍｅｒｌａｙｅｒｗｉｔｈｓｕｂｓｔｒａｔｅ，ａｎｄｔｈｅｅｐｏｘｙｓｉｌａｎｅｅｎｈａｎｃｅｄｔｈｅｓｔａｂｉｌｉｔｙａｎｄｉｎｔｅｇｒｉｔｙｏｆｐｏｌｙｍｅｒ／ｉｎｏｒｇａｎｉｃ ｉｎｔｅｒｆａｃｅ．Ｔｈｅｐｏｌｙｍｅｒｌａｙｅｒｐｏｓｓｅｓｓｅｄｅｘｃｅｌｌｅｎｔｆｒｉｃｔｉｏｎ－ｒｅｄｕｃｔｉｏｎａｎｄａｎｔｉ－ｗｅａｒｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｉｎｍｉｃｒｏ－ａｎｄｍａｃｒｏ－ ｓｃａ