摩擦磨损是机械设备能源消耗和机械零件失效的主要原因之一,因此探究润滑机理是十分必要的。目前润滑剂可以分为润滑油、润滑脂、固体润滑剂和水基润滑剂,其中水基润滑剂由于冷却性能好、廉价易得且环保,被认为是有价值的润滑剂。本文受贻贝可以牢固黏附在岩石上与关节软骨的超润滑的启发,选择与贻贝足丝成分相似的多巴胺与和关节软骨结构相似的2-甲基丙烯酰氧基乙基磷酸胆碱(MPC)为主要材料,分别用先聚合再修饰和直接修饰的方法对纳米金刚石粉进行表面接枝改性。核磁共振H谱、透射电子显微镜、X射线光电子能谱、傅里叶变换红外光谱和热重分析等表征表明DMA-MPC成功地修饰到ND表面上。使用UMT3摩擦磨损试验仪进行摩擦学实验,摩擦学实验结果表明:(1)本文首先采用先聚合再修饰方法对ND进行表面修饰改性。先合成两性离子共聚物DMA-MPC,再将其整体包覆到ND表面上。在润滑剂中添加纳米颗粒可以显著减小对磨球和对磨盘的磨损。这可归因于纳米颗粒的滚动效应。修饰后的纳米金刚石粉摩擦系数明显降低(摩擦系数由0.028降低到0.017,降低了约40%)。这可归因于ND表面上的两性离子刷的水合润滑作用。(2)其次采用直接修饰的方法,分别利用纳米金刚石表面活性基团和通过包覆多巴胺提供二级反应平台两种方法制备长链MPC分子刷。其中,利用纳米金刚石表面活性基团的方法由于纳米金刚石表面活性基团数量与密度不足以提供足够密度的接枝位点,因此结果有悖于目标期望。通过包覆多巴胺提供二级反应平台的方法,摩擦数据的规律和趋势与先聚合再修饰的方法结果一致。摩擦系数较先聚合再修饰的方法降低幅度更大(由0.028降低到0.015降低了约46%)。以上结果说明了MPC分子刷需要一定的密度才有水合润滑效果,且分子刷长度越长,水合润滑效果越好。