两种单晶硅基底表面接枝PSVBA聚合物刷后的摩擦学性能对比

为提高接枝表面的承载能力,延长其耐磨损寿命,采用原子转移自由基聚合反应(ATRP)在单晶硅表面上接枝了聚N-(4-乙烯基苄基)-N,N-二烷基氨基(PSVBA)刷,对比研究抛光(Ra=1.61 nm)和粗糙(Ra=0.32μm)的两种单晶硅表面有无接枝PSVBA聚合物刷的摩擦学性能。结果表明,与摩擦因数为1.4的未接枝表面相比,抛光面接枝聚合物刷后摩擦因数低至0.03,但因表面上的聚合物链易被磨断且不受保护,其耐磨寿命仅能维持2000个试验循环;粗糙面接枝聚合物刷后虽然摩擦因数上升至0.2,但该面上的摩擦试验可稳定运行约30 000个循环且未发生较大变化,其原因在于粗糙面上的微凹坑能够避免坑内的聚合物链与对摩副的直接接触,有效防止了该区域内聚合物刷的断裂,使其可以持续发挥润滑效果。因此,从延长服役寿命角度考虑,非光滑表面接枝聚合物刷具有较好的应用前景。