聚合物納米復合膜的制備及其摩擦學行為研究.pdf

1、實現超低摩擦和近零磨損的納米膜潤滑和抗磨技術已成為微型機械和微機電系統(tǒng)(MEMS)進一步發(fā)展的關鍵。在這種應用背景的驅使下，許多研究小組都在積極探索合成本身具有減摩耐磨等摩擦學性能的成膜體系，并深入研究其成膜機制和各種影響因素，以便更好地開拓納米分子有序超薄膜在摩擦學領域的應用。 本文利用層接層自組裝技術和原位化學反應相結合的方法，在單晶硅基底上制備出含有Cu(OH)<,2>納米微粒的PAA/PDDA聚合物納米復合膜；利用旋涂-

2、逐層靜電組裝技術制備出摻雜Cu的PDDA/PSS聚合物納米復合膜和SiO<,2>納米復合薄膜。采用UV-vis吸收光譜、X-射線光電子能譜(XPS)、掃描電子顯微鏡(SEM)、原子力顯微鏡(AFM)對所制備的納米復合膜進行了組成、結構和形貌表征。采用多功能微摩擦儀(UMT-2)考察了薄膜與440C不銹鋼球(Φ4mm)對摩時的摩擦學行為，并采用掃描電子顯微鏡觀察了小球磨斑的表面形貌及薄膜磨痕的表面形貌。研究結果表明，含有Cu(OH)<,2

3、>納米微粒的PAA/PDDA聚合物納米復合膜和摻雜Cu的PDDA/PSS聚合物納米復合膜都具有良好的摩擦學性能，這是由于薄膜中的納米微粒提高了薄膜的承載能力所致。對于SiO<,2>納米復合薄膜，SiO<,2>表面修飾有功能基團-NH<,2>，在酸性條件下表面帶正電荷，它可與PAA中的-COO<'->靜電結合成膜，而薄膜受熱后，靜電結合轉化為共價鍵結合，增強了薄膜的結合強度；同時，SiO<,2>納米顆粒在薄膜中起到承載作用。在雙重作用下，