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滑性能研究.pdf

1、近年來，生物體內(nèi)優(yōu)異的潤滑性能引起了廣泛關(guān)注，很多科學(xué)家開始進行仿生潤滑材料的設(shè)計和仿生潤滑機理的研究。生物潤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、流變行為和潤滑性能之間的關(guān)系，本文選擇最簡單、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）體系進行研究，以期為生物潤滑劑的研發(fā)提供理論參考。
　　本文通過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潤滑硅橡膠以及聚丙烯酸鈉溶液潤滑不同摩擦表面時的摩擦行為，詳細(xì)研究了疏水締合、吸附作用、流變行為等對其潤滑性能的影響。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)黏度和動態(tài)模量大幅降低;
　　(2)疏水改性PAM-BMA共聚物水溶液中對疏水硅橡膠摩擦表現(xiàn)出明顯的邊界潤滑行為，而相同濃度下未改性PAM均聚物水溶液無潤滑效果;
　　(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，但邊界潤滑摩擦系數(shù)隨濃度線性下降。分子間疏水締合作