自黏附硅橡胶表面水凝胶润滑层的原位生长及其性能研究

作者：冯海燕; 李谋吉; 于强亮; 杨武芳; 周春宇; 马延飞; 麻拴红; 于波; 周峰

来源：摩擦学学报, 2023, 43(04): 347-357.

DOI：10.16078/j.tribology.2021299

• 水凝胶
• 润滑
• 原位生长
• 黏附
• 表面改性

在水体环境中，水凝胶润滑薄膜与基底之间可逆以及便捷的结合是润滑材料领域的挑战之一.本研究中将自黏附硅橡胶与具有润滑功能的水凝胶相结合，获得了一种具有可逆湿黏附功能的水凝胶润滑材料.在低交联度聚二甲基硅氧烷(PDMS)表面/亚表面填埋引发剂二苯甲酮，通过表面光引发聚合的方式使其表面生长具有润滑功能的水凝胶-聚(丙烯酸-co-丙烯酰胺)[P(AA-co-AAm)].研究结果表明：水凝胶与硅橡胶基材在交界处形成连接致密的一体结构.当丙烯酸与丙烯酰胺摩尔比为1:1时，水凝胶表现出优异的摩擦学性能，并且力学强度较高. PDMS的模量随着固化剂含量增加而升高，而摩擦系数则呈现相反的趋势；当PDMS硅烷预聚体与固化剂质量比例为30:1时具有较好的机械性能、黏附性能以及较低的摩擦系数.所制备的可黏附水凝胶使得水润滑材料具有水下可黏附特性，该体系与金属、陶瓷以及聚合物等多种基底表面均具有良好的黏附性能，多次重复黏附测试后，黏附强度基本保持不变.该方法解决了水凝胶润滑材料与基底的结合问题，有望为医疗器械表面的润滑改性提供一种新思路.

• 单位
  中国科学院大学; 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