制造Zwitterionic聚合物功能化洋类碳纳米粒子作为水性滑剂添加剂
Rui Zhang1, Xiaozhi Zhang1, Huijie Xie1
1State Key Laboratory of Solidification Processing, Center of Advanced Lubrication and Seal Materials, School of Materials Science and Engineering, Northwestern Polytechnical University, Xi'an 710072, P. R. China.
Langmuir : the ACS journal of surfaces and colloids
|October 19, 2023
概括
烟中的功能化洋样碳纳米颗粒显著减少水性滑剂中的摩擦和磨损. 这一进步通过自组装的zwitterionic聚合物提供了更好的滑,提高了材料性能.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 部落学 (tribology) 是一个学科.
- 纳米技术 纳米技术
背景情况:
- 类似洋的碳 (OLC) 具有类似石墨烯的结构和很大的层间距,这表明它有可能具有出色的滑性能.
- 为OLC纳米粒子功能化开发高效和可扩展的方法对于提高它们在滑应用中的性能至关重要.
研究的目的:
- 开发一种简单的方法,从烟中制备功能化的OLC纳米粒子.
- 为了研究这些功能化的OLC纳米颗粒作为水基滑剂添加剂的滑性能.
主要方法:
- 通过热处理从烟中合成了OLC纳米粒子.
- 采用迈克尔添加和希夫基反应,Zwitterionic聚合物 (聚乙烯胺四元化衍生物,PEIS) 自组装在OLC表面,使用epigallocatechin gallate,形成PEIS@OLC.
- 评估了PEIS@OLC作为水性滑剂添加剂的三元学特性.
主要成果:
- PEIS@OLC纳米粒子表现出增强的水友性性能,导致在水中突出分散.
- 与纯水相比,添加1.5%的PEIS@OLC显著降低了平均摩擦系数从0.512降至0.110并减少了61.02%的磨损体积.
- 改进的滑性归因于 tribochemical 反应诱导的保护膜和zwitterionic 聚合物的水化膜的协同作用.
结论:
- 简单的制备方法产生了PEIS功能化的OLC纳米粒子,在水基系统中具有出色的滑性能.
- PEIS@OLC作为一种有效的滑剂添加剂,通过组合的保护和水化膜机制减少摩擦和磨损,以及纳米级的滚动和修复效果.
- 这项研究表明,在先进的滑应用中,利用烟衍生的OLC纳米粒子是一种有希望的方法.
