疏水改性聚丙烯酰胺和聚丙烯酸鈉溶液流變行為及邊界潤(rùn)滑性能研究.pdf

1、近年來(lái)，生物體內(nèi)優(yōu)異的潤(rùn)滑性能引起了廣泛關(guān)注，很多科學(xué)家開始進(jìn)行仿生潤(rùn)滑材料的設(shè)計(jì)和仿生潤(rùn)滑機(jī)理的研究。生物潤(rùn)滑劑大多含有締合結(jié)構(gòu)，具有復(fù)雜的流變行為。為闡明疏水締合、流變行為和潤(rùn)滑性能之間的關(guān)系，本文選擇最簡(jiǎn)單、最具有代表性的疏水改性中性聚合物（聚丙烯酰胺）和陰離子聚電解質(zhì)（聚丙烯酸鈉）體系進(jìn)行研究，以期為生物潤(rùn)滑劑的研發(fā)提供理論參考。
　　本文通過(guò)自由基膠束聚合制備了丙烯酰胺-甲基丙烯酸丁酯(PAM-BMA)疏水改性共聚物，采

2、用紅外光譜、核磁氫譜、元素分析、凝膠滲透色譜、靜態(tài)光散射等方法表征了共聚物的分子結(jié)構(gòu)，采用芘熒光探針、流變學(xué)、石英晶體微天平等方法表征了PAM-BMA共聚物和聚丙烯酸鈉的溶液性質(zhì)，考察了PAM-BMA潤(rùn)滑硅橡膠以及聚丙烯酸鈉溶液潤(rùn)滑不同摩擦表面時(shí)的摩擦行為，詳細(xì)研究了疏水締合、吸附作用、流變行為等對(duì)其潤(rùn)滑性能的影響。研究發(fā)現(xiàn):
　　(1)在較高的濃度下，疏水改性PAM-BMA共聚物在水溶液中有較強(qiáng)的疏水締合，分子間締合作用占據(jù)主導(dǎo)

3、。表面活性劑十六烷基三甲基溴化銨（CTAB）的加入破壞了PAM-BMA共聚物溶液中的分子間疏水締合作用，溶液的穩(wěn)態(tài)黏度和動(dòng)態(tài)模量大幅降低;
　　(2)疏水改性PAM-BMA共聚物水溶液中對(duì)疏水硅橡膠摩擦表現(xiàn)出明顯的邊界潤(rùn)滑行為，而相同濃度下未改性PAM均聚物水溶液無(wú)潤(rùn)滑效果;
　　(3)隨著濃度升高，PAM-BMA在疏水表面的吸附達(dá)到平衡，吸附質(zhì)量和吸附層構(gòu)象不再隨濃度變化，但邊界潤(rùn)滑摩擦系數(shù)隨濃度線性下降。分子間疏水締合作