イオン液体潤滑下における濃厚ポリマーブラシ修飾表面の潤滑特性

摘要

Concentrated polymer brush (CPB) is a polymer film with a structure that possesses greatly extended polymer chains densely grafted to the surface. The CPB swollen with good solvents shows excellent micro-tribological properties such as super lubrication with the extremely low friction coefficient (μ~10~4). It is expected to apply the CPB technology to mechanical elements. However, macro-tribological properties of CPB grafted to ferrous-based materials have not been explored sufficiently. In this work, macro-tribological properties of the CPB grafted to steel were evaluated under lubrication with ionic liquids using a block-on-ring type tribo-tester and a journal bearing tester. The CPB exhibited excellent lubrication property, such as μ■5×10~3. This superior lubrication property of the CPB is expected to contribute to a very promising friction reduction technology for future industries.%近年の地球環境問題を背景とした環境規制等を鑑みれば，機械システムの更なる省エネルギー化·長寿命化を目的とした機械しゅう動部の摩擦·摩耗特性の改善は喫緊の課題である.しゅう動部の特性改善方法の1つとして，コーティング法がある.コーティング法とは，母材表面に所望の特性を有した物質を付与することで表面特性を向上させる手法であり，現在では様々な種類のコーティング技術がしゆう動部に適用されている.近年，従来のコーティングを凌ぐ性能を有した濃厚ポリマーブラシ(Concentrated Polymer Brush: CPB)が注目を集めている.CPBとは基材表面に密に固定された高分子鎖がブラシ状の構造を形成した高分子薄膜である.良溶媒中·低速域においてμ■10~4の極低摩擦特性を示すなど優れた特性を有することから，次世代のトライボロジー材料として社会実装が期待されている.これまで，CPBのミクロな特性に関する報告が多くある一方で，マクロな特性についての報告は少ない.CPBの社会実装を図る上では，使用環境を模擬したマクロなトライボロジー特性を把握することが重要な課題となる.