CN105400571B

CN105400571B - 包括多齿全氟聚醚结构的单分散润滑剂

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Publication number: CN105400571B
Application number: CN201510746147.XA
Authority: CN
Inventors: N·R·康利; X·孔; B·马乔恩
Original assignee: Hitachi Global Storage Technologies Netherlands BV
Current assignee: Western Digital Technologies Inc
Priority date: 2014-09-08
Filing date: 2015-09-08
Publication date: 2018-09-18
Anticipated expiration: 2035-09-08
Also published as: DE102015011625A1; CN105400571A; GB2531895B; US20160068778A1; GB201515519D0; US9765273B2; IE20150280A1; GB2531895A

Abstract

在一种实施方式中，用于形成基本上单分散的润滑剂的方法包括：提供多个全氟聚醚(PFPE)前体，各PFPE前体包括两个末端链段和位于其间的PFPE骨架；用一个或多个保护剂保护各PFPE前体的末端链段之一以形成多个单保护的PFPE前体，各单保护的PFPE前体包括被保护的末端链段和未被保护的末端链段；和通过偶联剂将单保护的PFPE前体各自的未被保护的末端链段偶联至另一单保护的PFPE前体的未被保护的末端链段以形成多齿PFPE结构。在另一实施方式中，基本上单分散的润滑剂包括多个多齿全氟聚醚(PFPE)结构，各多齿PFPE结构包括至少两个末端链段和其间的中间链段，其中所述多齿PFPE结构具有基本上相同的分子量。

Description

包括多齿全氟聚醚结构的单分散润滑剂

技术领域

本发明涉及润滑剂，并且更特别地，本发明涉及单分散润滑剂，其包括多齿全氟聚醚结构，并且特别地可适合用作用于磁记录介质的润滑剂层。

背景技术

计算机的核心为磁性硬盘驱动器(HDD)，其典型地包括旋转磁盘、具有读磁头和写磁头的滑块(浮动块)、在旋转磁盘上方的悬臂、以及摆动悬臂以将读磁头和/或写磁头置于旋转磁盘上经选择的圆形轨道上方的致动器臂(驱动臂)。当磁盘未旋转时，悬臂将滑块偏压至与磁盘的表面接触，但是当磁盘旋转时，与滑动块的空气轴承表面(ABS)相邻通过旋转盘使空气打旋，使滑块在距与旋转盘的表面的微小距离处漂浮(ride)在空气轴承上。当滑块漂浮在空气轴承上时，写磁头和读磁头被用于将磁性印记写至旋转盘和从旋转盘读取磁信号场。读磁头和写磁头连接至处理电路，其根据计算机程序运行以实施写和读功能。

在信息时代的信息处理容量飞速地增加。特别地，已需要HDD在它们有限的面积和体积中存储更多的信息。满足这种需要的技术方法是通过提高HDD的记录密度来增加所述容量。为了实现更高的记录密度，记录位(比特，bit)的进一步小型化是有效的，这又典型地需要设计越来越小的组件。通过使磁头中的读和写元件保持在更接近磁介质的磁记录层的位置的能力来辅助这种组件尺寸的降低。读和写元件与磁记录层之间的距离称为磁间距。

使磁间距变窄对于改善磁记录装置、例如HDD的记录密度是非常有效的方法。已经尝试减小间隙(其被定义为磁头的最低点(在ABS处的最远的突出部分)和磁介质的最高表面之间的空隙)来减小磁间距。在磁记录装置中用于减小该间隙的技术依赖于磁头的一个或多个部分的热膨胀。这种热膨胀通过加热器导致，所述加热器位于磁头的一个或多个元件附近，使得向所述加热器施加电流控制磁头的一个或多个部分的膨胀以提供更小的磁头-介质间隙。

然而，更小的间隙还可导致滑块和磁介质的润滑剂层之间不期望的相互作用。这样的滑块-润滑剂的相互作用可在润滑剂中产生小坡、波纹、消耗等。滑块-润滑剂相互作用还可导致润滑剂积聚在滑块的前缘上，由此不利地影响读磁头和写磁头的性能。此外，在滑块的前缘上积聚的润滑剂可回落在磁介质表面上，导致具有不均匀的厚度的润滑剂层。不幸地，不均匀的润滑剂层(例如包括小坡、波纹、更厚的区域等的润滑剂层)可在读和/或写操作过程中产生错误，并容许在具有少量或不具有润滑剂的区域中划伤磁介质表面。

发明内容

根据一种实施方式，用于形成基本上单分散的润滑剂的方法包括：提供多个全氟聚醚(PFPE)前体，各PFPE前体包括两个末端链段和位于其间的PFPE骨架(主链)；用一个或多个(一种或多种)保护剂保护各PFPE前体的末端链段之一以形成多个单保护的PFPE前体，各单保护的PFPE前体包括被保护的末端链段和未被保护的末端链段；和通过偶联剂将单保护的PFPE前体各自的未被保护的末端链段偶联至另外的单保护的PFPE前体的未被保护的末端链段以形成多齿PFPE结构。

根据另一实施方式，基本上单分散的润滑剂包括多个多齿全氟聚醚(PFPE)结构，各多齿PFPE结构包括至少两个末端链段和其间的中间链段，其中所述多齿PFPE结构具有基本上相同的分子量。

本发明的其它方面和优点将由以下详细描述变得明晰，所述详细描述当结合附图一起考虑时举例说明本发明的原理。

附图说明

为了更充分地理解本发明的本质和优点以及优选的使用模式，应参考结合附图阅读的以下详细描述。

图1A提供根据一种实施方式的润滑剂的简化表示。

图1B为Zdol的分子结构的表示。

图1C为Ztetraol的分子结构的表示。

图2A为根据一种实施方式的多齿润滑剂的简化表示。

图2B为ZTMD的分子结构的表示。

图3为根据一种实施方式的用于形成ZTMD的方法的流程图。

图4为根据一种实施方式的用于形成基本上单分散的润滑剂的方法的流程图。

图5为单(缩丙酮(丙酮化物))保护的Ztetraol前体的分子结构的表示。

图6为单(硫代碳酸酯)保护的Ztetraol前体的分子结构的表示。

图7为单(碳酸酯)保护的Ztetraol前体的分子结构的表示。

图8为根据一种实施方式的包含三个PFPE骨架的多齿润滑剂的简化表示。

图9为根据一种实施方式的包含三个PFPE骨架的多齿PFPE结构的简化表示。

图10A-10C为根据不同的实施方式的包含三个PFPE骨架的多齿PFPE结构的分子结构的表示。

图11为根据一种实施方式的磁介质的简化示意图。

图12为根据一种实施方式的磁记录盘驱动系统的简化示意图。

图13A为根据一种实施方式的纵向磁记录介质的示意性表示。

图13B为根据一种实施方式的磁记录头和图13A的纵向磁记录介质的示意性表示。

图14A为根据一种实施方式的垂直磁记录介质的示意性表示。

图14B为根据一种实施方式的磁记录头和图14A的垂直磁记录介质的示意性表示。

图14C为根据一种实施方式的适用于在图14A的垂直磁记录介质的两侧上单独记录的记录装置的示意性表示。

图15A为具有螺旋线圈的垂直磁头的一种具体实施方式的横截面图。

图15B为具有螺旋线圈的背负式(piggyback)磁头的一种具体实施方式的横截面图。

图16A为具有环状(成环，looped)线圈的垂直磁头的一种具体实施方式的横截面图。

图16B为具有环状线圈的背负式磁头的一种具体实施方式的横截面图。

图17为说明Ztetraol-GT 1200、Ztetraol单缩丙酮和Ztetraol二缩丙酮的热重分析(TGA)的图。

图18为说明根据图4的方法合成的ZTMD、以及根据图3的方法合成的高纯度ZTMD标准物的TGA的图。

图19为Ztetraol单硫代碳酸酯的¹³C核磁共振(NMR)谱图。

图20为说明Ztetraol标准物、ZTMD标准物、和根据图4的方法合成的ZTMD的TGA的图。

图21为分离的Ztetraol单碳酸酯和Ztetraol二碳酸酯的¹³C NMR谱图。

图22为分离的Ztetraol单碳酸酯和Ztetraol二碳酸酯的¹⁹F NMR谱图。

图23为分离的Ztetraol单碳酸酯和Ztetraol二碳酸酯的¹H NMR谱图。

图24为说明分离的Ztetraol单碳酸酯和Ztetraol二碳酸酯的TGA的图。

图25为根据图4的方法合成的ZTMD的¹³C NMR谱图。

图26为说明ZTMD标准物、Ztetraol标准物和根据图4的方法合成的ZTMD的TGA的图。

具体实施方式

出于说明本发明的一般性原理的目的进行以下描述，且以下描述不意图限制在本文中要求保护的发明构思。此外，可以各种可能的组合和排列的每一种将在本文中描述的具体特征与其它描述的特征组合使用。

除非在本文中另外具体限定，否则所有的术语被赋予它们可能的最广泛的解释，包括由说明书暗示的含义以及本领域技术人员所理解的和/或如在字典、论文等中所定义的含义。

还必须注意，如在说明书和所附的权利要求中所使用的，单数形式“不定冠词一个(种)(a，an)”和“定冠词该(所述)(the)”包括复数形式，除非另外说明。

以下描述公开了磁存储系统和/或相关系统和方法、及其操作和/或组件的若干实施方式。

润滑剂可用于各种机械装置中，包括磁性硬盘驱动器和其它微电子机械系统。特别地，当润滑剂的一个或多个官能团连接至被润滑的表面时，润滑剂可形成润滑剂层。例如，润滑剂可在磁介质(例如磁盘)上形成润滑剂层，所述磁介质在机械装置中相对于其它部件移动。润滑剂由此可通过降低碳磁头磨损、保护不受有机污染和提供对于在磁介质中存在的磁性层的腐蚀的额外防护而在磁存储系统中的磁头-介质界面处起到重要作用。在优选的方案中，由于官能化的全氟聚醚(PFPE)的化学惰性(特别是对于氧化)、它们的热稳定性、以及它们降低在磁介质的上表面上存在的碳覆盖层(保护层，overcoat)的表面能的能力，这样的润滑剂可包括所述官能化的全氟聚醚。

图1A提供根据一种实施方式的润滑剂100的简化表示。如在图1A中所示，润滑剂100包括两个末端链段102和位于其间的单独的全氟聚醚(PFPE)骨架104。如在本文中所使用的，PFPE骨架是指润滑剂分子的连续链段/部分，其包括至少一个全氟聚烷基醚单元。在各种方案中，除了所述至少一个全氟聚烷基醚单元之外，PFPE骨架还可包括一个或多个氟烷基醚单元和/或一个或多个烷基醚单元。在优选的方案中，末端链段102各自可包括至少一个配置为连接至被润滑的表面的反应性官能团。

在磁记录中对于更高的面密度的驱动器使更小的磁头介质间距(head mediaspacing)(HMS)成为必需，其与位尺寸是成比例的。因为在磁头-介质界面处存在润滑剂，所以降低润滑剂的PFPE骨架从所述介质的表面延伸的距离是实现更小的HMS的一种方法。Zdol和Ztetraol为具有在图1A中所示的基础结构的全氟聚醚(PFPE)润滑剂的例子，并且由于它们的低分子量PFPE骨架，其具有良好的间隙特性。Zdol和Ztetraol的分子结构分别说明在图1B和1C中，其中注释说明PFPE骨架和末端链段。与在图1B-C中所示的PFPE骨架中的-(CF₂CF₂O)_n-和-(CF₂O)_p-单元相关的下标“n”和“p”各自单独地对应于大于零的整数。如在图1B-C中所示的，Zdol和Ztetraol在它们各自的末端链段包括一个或多个-OH官能团，由此允许它们结合至表面、例如在磁记录介质的上表面上存在的保护性碳覆盖层。

虽然Zdol和Ztetraol的低分子量PFPE骨架可帮助实现小的HMS，但是它们还可使Zdol和Ztetraol对于蒸发问题敏感，因为分子量相反地且以指数方式随着蒸汽压变化。另外，与Zdol和Ztetraol的PFPE骨架相关的低分子量还可导致摆脱(spin-off)问题，因为分子量与粘度具有线性的反比关系。消除和/或减轻这些蒸发和摆脱问题的方法可涉及提高与Zdol和Ztetraol相关的PFPE骨架的分子量。例如，在一种具体方案中，Zdol和Ztetraol中的单独的PFPE骨架可具有大于或等于约3000amu的高分子量。

然而，润滑剂中长的、重的PFPE骨架虽然不太倾向于蒸发，但是可产生潜在的磁头-介质间隙问题。例如，在两个末端处束缚至表面的长的高分子量的PFPE骨架具有可允许PFPE骨架的一部分(例如中间部分)由表面上升并与位于上方的磁头相互作用的多自由度。而且，长的、重的PFPE骨架可导致润滑剂厚度过大(例如约1.3nm)而无法实现小的HMS。

解决在挥发性和高分子量(显示自身作为长的自由的PFPE骨架长度)之间的折衷的一种方案可包括多齿润滑剂的使用。图2A提供根据一种实施方式的多齿润滑剂200的简化表示。如在图2A中所示的，多齿润滑剂200包括两个末端链段202，其各自可具有相同或不同的分子结构；两个PFPE骨架204，其各自可具有相同或不同的分子结构；和内部连接链段206。根据在图2A中说明的实施方式，各PFPE骨架204在一个末端具有末端链段202并在相反的末端具有内部连接链段206。

在一些方案中，末端和内部连接链段202、206可具有相同或不同的分子结构。另外，末端和/或内部连接链段202、206可各自包括配置为结合至表面的一个或多个反应性官能团。在具体方案中，在末端和/或内部连接链段202、206中存在的一个或多个反应性官能团各自可独立地选自由如下构成的组：羟基、胡椒基、胺基、羧酸、磷腈基及其组合。在其中多齿润滑剂200的PFPE骨架204可通过在末端链段202和内部连接链段206两者中存在的一个或多个反应性基团束缚至表面的方案中，与具有仅在末端链段中存在的一个或多个反应性官能团的相当分子量的润滑剂(参见例如图1A的润滑剂100)相比，多齿润滑剂200可提供更好的间隙性质。

在各种方案中，图2A的多齿润滑剂200中的各PFPE骨架204可具有与Ztetraol的PFPE骨架相同的分子结构。

具有在图2A中所示的基础结构的多齿润滑剂的一个例子为Ztetraol多齿物(ZTMD)。ZTMD的分子结构在图2B中示出，其中注释说明末端链段、两个PFPE骨架和内部连接链段。与在图2B中所示的PFPE骨架中的-(CF₂CF₂O)_n-和-(CF₂O)_p-单元相关的下标“n”和“p”各自单独地表示大于零的整数。与仅具有在末端链段中存在-OH基团的相当分子量的润滑剂例如Ztetraol相比，ZTMD润滑剂的PFPE骨架各自可通过在末端链段和内部连接链段中存在的-OH基团束缚至表面，由此提供更好的间隙性质。

图3描述根据一种实施方式的用于形成ZTMD的方法300。如在图3中所示的，方法300包括提供多个Ztetraol前体301。在各种方案中，多个Ztetraol前体301例如可购自Solvay Solexis或者通过现有技术已知的合成技术来合成。

Ztetraol前体301各自包括两个末端链段302和位于其间的单独的PFPE骨架304。各末端链段302包括配置为结合至表面和/或其它反应性基团(例如，其可存在于偶联剂上，如以下讨论的)的两个反应性羟基。因此，对称的Ztetraol前体301在两个末端处是相等反应性的。作为参考，Ztetraol前体各自具有在图1C中所示的分子结构。

继续参考图3，方法300还包括提供多个偶联剂分子303，其可为市售的和/或使用已知的合成技术来合成的。多个偶联剂分子303各自可具有两个末端链段306和位于其间的中间链段308。偶联剂分子303的末端链段306可包括配置为与Ztetraol前体301的末端链段302(特别地，其中存在的两个反应性羟基官能团)反应的一个或多个官能团。在优选的方案中，偶联剂分子303各自具有如下的分子结构：

方法300另外包括使约两当量的Ztetraol前体301与约一当量的偶联剂分子303在存在酸性催化剂(例如硫酸催化剂)的情况下在溶剂(例如Freon-113)中反应以约15％的产率产生ZTMD分子305。然而，重要的是注意，所得的ZTMD分子305的末端链段310各自仍包括两个反应性羟基，其可进一步结合至在溶液中存在的另外的偶联剂分子303。因此，方法300的一个缺点是形成更高分子量低聚物的倾向。参见所得的结构307。这些不期望的低聚物可占反应产物的至少45％。剩余的反应产物(约40％)可包含未反应的Ztetraol前体和/或部分偶联的Ztetraol前体(即由结合/偶联至偶联剂分子303的一个Ztetraol前体310构成的分子)。

在水萃取(提取)以去除残留的硫酸催化剂之后，可蒸发氟溶剂，留下所得的粗反应混合物，其包含ZTMD分子、不期望的低聚物以及未反应和/或部分偶联的Ztetraol分子。方法300由此可进一步包括通过超临界CO₂(scCO₂)萃取或者如本领域技术人员在阅读本公开内容时变得明晰的其它合适的萃取技术来分离ZTMD分子。可丢弃主要的低聚副产物，其为极其粘稠的且不适合作为润滑剂。未反应的和/或部分偶联的Ztetral前体可再用于根据以上讨论的方法300的步骤合成更多的ZTMD分子。

通过方法300形成的ZTMD润滑剂的低产率使购买或合成大量的Ztetraol前体301成为必需。Ztetraol前体301为极其昂贵的，并经历急剧的价格提高。此外，需要进行额外的纯化步骤以从粗反应混合物萃取ZTMD润滑剂也可增加产生足量ZTMD所需要的总体成本和/或时间。

在本文中公开的实施方式通过提供基本上单分散的润滑剂和制备其的方法而克服上述缺点。在各种方案中，在本文中描述的基本上单分散的润滑剂在磁存储系统及其组件例如磁记录介质(例如硬盘)中、以及在其他装置(例如微电子器件、半导体电子器件、光电子器件、存储器、太阳能电池、电容器、检测器、传感器等)中可为特别有用的。

例如，根据一种总体实施方式，用于形成基本上单分散的润滑剂的方法包括：提供多个全氟聚醚(PFPE)前体，各PFPE前体包括两个末端链段和位于其间的PFPE骨架；用一个或多个保护剂来保护各PFPE前体的末端链段之一以形成多个单保护的PFPE前体，各单保护的PFPE前体包括被保护的末端链段和未被保护的末端链段；和通过偶联剂将单保护的PFPE前体各自的未被保护的末端链段偶联至另外的单保护的PFPE前体的未被保护的末端链段以形成多齿PFPE结构。

根据另一总体实施方式，基本上单分散的润滑剂包括多个多齿全氟聚醚(PFPE)结构，各多齿PFPE结构包括至少两个末端链段和其间的中间链段，其中多齿PFPE结构具有基本上相同的分子量。

现在参考图4，根据一种实施方式显示用于形成基本上单分散的润滑剂的示例性方法。如在本文中所使用的，基本上单分散的润滑剂为具有在1-约1.5的范围内的多分散指数的润滑剂。所述多分散指数对应于分子量分布，特别地重均分子量(M_w)与数均分子量(M_n)的比率。因此，在优选的方案中，根据方法400最终形成的基本上单分散的润滑剂包括多个全氟聚醚(PFPE)结构，其可具有相同的或者基本上相同的分子量和/或聚合度。

作为一种选择，本方法400可与在本文中列出的任何其它实施方式的特征例如参考其它附图所描述的那些组合地实施。当然，该方法400和在本文中表述的其它可被用于形成可与磁记录相关或不相关的各种各样的装置和/或目的的磁结构。应当注意，根据各种方案，方法400可包括与在图4中描述和/或说明的那些更多或更少的步骤。还应当注意，方法400可在任何期望的环境中实施。

如在图4中所示的，方法400包括提供多个PFPE前体401，PFPE前体401各自包括两个末端链段402和位于其间的PFPE骨架404。在各种方案中，多个PFPE前体401例如可购自Solvay Solexis，或者通过本领域已知的合成技术来合成。

在一些方案中，PFPE前体401中至少一个的PFPE骨架404可包括由如下表示的全氟乙基醚单元：

-(CF₂CF₂O)_n-，

其中n为大于零的整数。例如，在一种具体方案中，PFPE前体401中至少一个的PFPE骨架404可由如下表示：

-OCH₂CF₂O-(CF₂CF₂O)_n-(CF₂O)_p-CF₂CH₂O-，

其中n为大于零的整数，并且p为大于零的整数。在另一具体方案中，PFPE前体401中至少一个的PFPE骨架404可由如下表示：

-OCH₂CF₂O-(CF₂CF₂O)_n-CF₂CH₂O-，

其中n为大于零的整数。

在另外的(更多的)方案中，PFPE前体401中至少一个的PFPE骨架404可包括由如下表示的全氟丙基醚单元：

-(CF₂CF₂CF₂O)_m-，

其中m为大于零的整数。例如，在一种具体方案中，PFPE前体401中至少一个的PFPE骨架404可由如下表示：

-OCH₂CF₂CF₂O-(CF₂CF₂CF₂O)_m-CF₂CF₂CH₂O-，

其中m为大于零的整数。

在又另外的方案中，PFPE前体401中至少一个的PFPE骨架404可包括由如下表示的全氟丁基醚单元：

-(CF₂CF₂CF₂CF₂O)_x-，

其中x为大于零的整数。例如，在一种具体方案中，PFPE前体401中至少一个的PFPE骨架404可由如下表示：

-OCH₂CF₂CF₂CF₂O-(CF₂CF₂CF₂CF₂O)_x-CF₂CF₂CF₂CH₂O-，

其中x为大于零的整数。

在还另外的方案中，PFPE前体401中至少两个可具有拥有相同分子结构、聚合度和/或分子量的PFPE骨架404。在进一步的方案中，PFPE前体401中至少两个可具有拥有不同分子结构、聚合度和/或分子量的PFPE骨架404。

在各种方案中，至少一个PFPE前体401的PFPE骨架404可具有约300amu至约5000amu的分子量。

在许多方案中，PFPE前体401各自的末端链段402可包括一个或多个反应性官能团，其配置为通过共价键、离子键、氢键、范德华力、分散力、偶极-偶极相互作用等结合至表面和/或其它反应性官能团。这些一个或多个反应性官能团可独立地选自羟基、胡椒基、胺基、磷腈基及其组合。在优选的方案中，所述一个或多个反应性官能团可为羟基。然而，重要的是注意，对于各PFPE前体401，在一个末端链段中的反应性官能团可与在另一个末端链段中的反应性官能团相同或不同。

在一些方案中，PFPE前体401中至少两个可包括结合/偶联至它们各自的末端链段402的至少一个的相同的反应性官能团。在其它方案中，PFPE前体401中至少两个可包括连接/偶联至它们各自的末端链段402中的至少一个的不同的反应性官能团。

在一种方案中，至少一个PFPE前体401的至少一个末端链段402可由如下表示：

其中各X独立地选自由如下构成的组：羟基、胡椒基、胺基、磷腈基及其组合。

如在图4中所示的，方法400包括用保护剂406保护PFPE前体401各自的一个末端链段402以形成多个单保护的PFPE前体403。结果，各单保护的前体403包括被保护的末端链段408和未被保护的末端链段410。

在各种方案中，在各被保护的末端链段408中的保护剂406可配置为保护其中存在的一个或多个反应性官能团(例如结合/偶联至各PFPE前体401的末端链段402的反应性官能团)的至少一个。由此使被保护的官能团为非反应性的(例如不能结合至表面和/或其它反应性官能团)。在一些方案中，在各被保护的末端链段408中的保护剂406可配置为保护其中存在的所有的反应性官能团。

在其它方案中，被保护的末端链段408可包括两个或更多个保护剂406。例如，在其中PFPE前体401的末端链段402中存在两个或更多个反应性官能团的方案中，这些反应性官能团可各自通过单独的保护剂406来保护。

在另外的方案中，单保护的PFPE前体403中至少两个可在它们各自被保护的末端链段408中包括相同数量的保护剂和/或具有相同分子结构的保护剂。然而，在又另外的方案中，单保护的PFPE前体403中至少两个可在它们各自被保护的末端链段408中包括不同数量的保护剂和/或具有不同分子结构的保护剂。

在优选的方案中，在各被保护的末端链段408中的一个或多个保护基团可为在酸性条件下稳定的(例如不降解和/或能够保护其中存在的反应性官能团)。在具体方案中，一个或多个保护基团可为在存在路易斯酸和/或布朗斯台德酸的情况下稳定的。

在各种方案中，多个单保护的PFPE前体403包括，但不限于，单(缩丙酮)保护的PFPE前体、单(碳酸酯)保护的PFPE前体，单(硫代碳酸酯)保护的PFPE前体及其组合。图5-7说明单(缩丙酮)保护的Ztetraol前体(图5)、单(硫代碳酸酯)保护的Ztetraol前体(图6)和单(碳酸酯)保护的Ztetraol前体(图7)的示例性实施方式。

继续参见图4，方法400包括通过偶联剂412将单保护的PFPE前体403各自的未被保护的末端链段410偶联至另外的单保护的PFPE前体403的未被保护的末端链段410以形成多个具有两个PFPE骨架404的多齿PFPE结构405。在各种方案中，通过偶联剂412将两个单保护的PFPE前体403偶联在一起可在溶液中发生，所述溶液可优选包括酸性催化剂。

各偶联剂412包括两个末端链段414和位于其间的中间链段416。各偶联剂412的末端链段414可包括配置为与其它反应性官能团例如在单保护的PFPE前体403的未被保护的末端链段410中存在的那些反应的一个或多个官能团。在具体方案中，偶联剂412的一个或多个可具有如下分子结构：

在各种方案中，配置为偶联两个单保护的PFPE前体403的各偶联剂412可为相同的或不同的。换句话说，在一些方案中，多齿PFPE结构405中至少两个可包括相同或不同的偶联剂412。

如在图4中所示的，多齿PFPE结构405具有被保护的末端链段(即一个或多个保护剂406存在于多齿PFPE结构405的各末端)。因此，在各被保护的末端链段中的被保护的反应性官能团被禁止结合至另外的偶联剂412，因此排除形成不期望的更高分子量的低聚物。与涉及形成这样的结构的其它方法、例如在图3中所示的方法300相比，形成多齿PFPE结构的该方法400由此可提供若干优点。例如，因为方法400避免不期望的低聚副产物的形成，所以不需要实施额外的、昂贵的加工步骤以去除所述副产物(例如通过scCO₂分离)和纯化所需的多齿PFPE结构。

此外，已经令人惊讶地且预料不到地发现，与不具有保护剂406的PFPE结构相比，在多齿PFPE结构405的各末端存在一个或多个保护剂406可降低其挥发性。例如，在其中多齿PFPE结构405为ZTMD分子的方案中，在ZTMD分子的各末端存在一个或多个保护剂406可将ZTMD的沸点提高至少约60℃，特别是当被保护的末端链段包括碳酸酯和/或硫代碳酸酯时。

在各种方案中，多齿PFPE结构405的至少一个被保护的末端链段可配置为结合至表面。例如，在多齿PFPE结构405的一个或两个末端处的保护剂406的一个或多个可配置为不仅保护在它们连接至的末端链段中存在的反应性官能团，而且连接至表面。然而，虽然多齿PFPE结构405的至少一个被保护的末端链段可配置为连接至表面(例如磁记录介质的上表面)，但是这些被保护的末端链段优选不配置为结合至偶联剂412和/或其它多齿PFPE结构和/或PFPE前体的末端链段(被保护的和/或未被保护的)。这样，在一些方案中，这些多齿PFPE结构405可施加至磁介质的上表面以在其上形成润滑剂层。将这些多齿PFPE结构405施加至磁介质的上表面可通过浸涂、旋涂、喷涂和/或如本领域技术人员在阅读本公开内容时将变得明晰的其它这样的沉积技术来实现。

继续参见图4，对于多齿PFPE结构405的一个或多个，方法400可任选地包括从至少一个被保护的末端链段去除保护剂。参见所得的结构407。在一些方案中，多齿PFPE结构405的一个或多个可使保护剂从两个被保护的末端链段去除，由此形成一个或多个未被保护的多齿PFPE结构418。

在另外的方案中，对于多齿PFPE结构405的一个或多个，方法400可任选地包括从仅一个被保护的末端链段选择性地去除保护剂，由此形成一个或多个单保护的多齿PFPE结构420。这例如可在其中多齿PFPE结构405的被保护的末端链段包括对于不同的去除过程敏感的不同的保护剂的方案中实现。从多齿PFPE结构405的仅一个被保护的末端链段选择性地去除保护剂可允许未被保护的(和反应性的)末端链段通过偶联剂412结合至单保护的PFPE前体403的另一未被保护的末端链段，由此形成包含三个PFPE骨架404的多齿PFPE结构409(例如参见图8)。重要的是注意，对于多齿PFPE结构的一个被保护的末端链段选择性地去除保护剂可使得能够形成包含任何期望数量的PFPE骨架的PFPE结构。

根据一种实施方式，在在图9中示出包含三个PFPE骨架的多齿PFPE结构900的简化表示。如在图9中所示的，多齿PFPE结构900包括：两个末端链段902，其各自可具有相同或不同的分子结构；三个PFPE骨架904，其各自可具有相同或不同的分子结构；和两个内部连接链段906，其各自可具有相同或不同的分子结构。

在优选方案中，末端和内部连接链段902、906可各自包括配置为结合至表面的一个或多个反应性官能团。在具体方案中，在末端和/或内部连接链段902、906中存在的一个或多个反应性官能团各自可独立地选自由如下构成的组：羟基、胡椒基、胺基、羧酸、磷腈基及其组合。

在一种方案中，PFPE骨架904中至少一个可包括一个或多个全氟乙基醚单元。在另一方案中，PFPE骨架904中至少一个可包括一个或多个全氟丙基醚单元。在又一方案中，PFPE骨架904中至少一个可包括一个或多个全氟丁基醚单元。在具体方案中，PFPE骨架904中至少两个可具有相同的分子结构、聚合度和/或分子量。在其它方案中，PFPE骨架904中至少两个可具有不同的分子结构、聚合度和/或分子量。在各种方案中，图9的多齿润滑剂900中的PFPE骨架904各自可具有与Ztetraol的PFPE骨架相同的分子结构。在各种方案中，在图9的多齿润滑剂900中的PFPE骨架904各自可具有与Ztetraol的PFPE骨架相同的分子结构。

图10A-10C说明具有在图9中所示的基础结构的多齿润滑剂的非限制性例子。在图10A-10C中以“X”表示的反应性官能团各自配置为连接至被润滑的表面，并可独立地选自由如下构成的组：羟基、胡椒基、胺基、羧酸、磷腈基及其组合。此外，在图10A-10C中描述的各下标(例如“n”、“p”和“m”)可各自独立地为大于零的整数。

应用/使用

在各种方案中，在本文中公开的多齿PFPE结构(其可包括一个被保护的末端链段、两个被保护的末端链段、没有被保护的末端链段、及其组合)可独立地或者以任何组合用作润滑剂。例如，在本文中公开的所得的多齿结构作为磁记录介质中的润滑剂层可为特别有用的。

现在参考图11，根据一种实施方式，显示具有润滑剂层的磁记录介质1100。磁记录介质1100可为本领域已知的任何类型的磁介质例如硬盘、磁带、光盘等。作为一种选择，磁记录介质1100可与在本文中所列的任何其它实施方式的特征例如参考其它附图所描述的那些组合地实施。当然，磁记录介质1100和在本文中示出的其它可用于各种应用和/或排列中，其可在本文中所列的说明性实施方式中特别地描述或未特别地描述。此外，根据各种实施方式，在磁记录介质1100中可包括比在图11中特别描述的那些更多或更少的层。

如在图11中所示的，磁记录介质1100包括非磁性基底1102，其可包括玻璃、陶瓷材料、玻璃/陶瓷混合物、AlMg、硅、硅-碳化物、或如本领域技术人员在阅读本公开内容时将认识到的适用于在磁记录介质中的其它基底材料。

又如在图11中所示的，磁记录介质1100还可包括在基底1102上方的任选的粘合层1104以促进在其上形成的层的偶联。磁记录介质1100可额外地包括位于基底1102和任选的粘合层1104(如果存在的话)上方的一个或多个任选的软磁底层(垫层，underlayer)1106。一个或多个任选的软磁底层1106可配置为促进在位于其上的磁记录层中的数据记录。在具体方案中，任选的软磁底层1106可包括具有高导磁率的材料。用于软磁底层的合适材料可包括，但不限于，Fe、FeNi、FeCo、Fe基合金、FeNi基合金、FeCo基合金、Co基铁磁性合金、及其组合。在一些方案中，任选的软磁底层可包括单层结构或多层结构。例如，多层软磁底层结构的一个例子可包括夹在一个或多个软磁底层之间的耦合层(偶联层)(例如包括Ru)，其中所述耦合层配置为诱导在一个或多个软磁底层之间的反铁磁性耦合(偶联)。

如在图11中进一步示出的，磁记录介质1100可包括位于软磁底层1106上方的交换断层(exchange break layer)1108。交换断层1108可配置为促进位于其上的磁记录层1110的有序生长。在各种方案中，交换断层1108可包括如下的至少一种：Ru；Ti；Re；Ru；Os；Cr；Ru、Ti、Re、Ru、Os和Cr的合金；或者如本领域技术人员在阅读本公开内容时将理解的其它这样的合适材料。在任选的方案中，交换断层1108可直接形成在引晶(种子)层(在图11中未示出)上，其可包括Ni、Cr、W、Ta及其合金。

设置在交换断层1108的上方的磁记录层1110可包括多个铁磁性颗粒(晶粒)。磁记录层材料可包括，但不限于，Cr、Fe、Ta、Ni、Mo、Pt、W、Cr、Ru、Ti、Si、O、V、Nb、Ge、B、Pd及其组合。在一些方案中，磁记录层材料还可包括包含Co、Pt、Cr、Nb和Ta的至少两种的合金。在另外的方案中，磁记录层还可为多层膜，其例如具有交替成层的Co和Pd或Pt。无论在磁记录层中包括多少磁记录层，优选所有的磁记录层可具有类似的(相同的)磁性颗粒节距(间距，pitch)。磁性颗粒节距可归因于转移至在其上形成的磁性层的最下方磁记录层的共形增长。

在磁记录层1110中的单独的磁性颗粒和/或磁性岛(例如由多个磁性颗粒组成)可通过隔离剂(分离子，segregant)分离。所述隔离剂可包括Ta、W、Nb、V、Mo、B、Si、Co、Cr、Ti、Al等的氧化物和/或氮化物，或者C或Cr或本领域已知的任何合适的非磁性隔离剂材料。

在优选的方案中，磁记录介质1100可为垂直记录介质，因此磁记录层的磁化方向将在与记录层表面基本上垂直的方向上。此外，磁记录介质1100作为模式化的(图案化的)磁记录介质(例如位模式化的磁记录介质)也可为特别有用的。

在一些方案中，磁记录介质1100可在磁记录层1110上方包括一个或多个任选的盖层(capping layer)(在图11中未示出)。一个或多个盖层可配置为调解在磁记录层中存在的磁性颗粒的粒间耦合。任选的一个或多个盖层例如可包括Co基、CoCr基、CoPtCr基和/或CoPtCrB基合金，或如本领域技术人员在阅读本公开内容时将认识到的适用于盖层中的其它材料。

如在图11中所示的，磁记录介质1100还可包括位于磁记录层1110和/或一个或多个盖层(如果存在的话)上方的保护性覆盖层1112。保护性覆盖层1112可配置为保护下方的层免受磨损、腐蚀等。该保护性覆盖层1112可由例如类金刚石碳、氮化碳、Si-氮化物、BN或B4C等、或者如本领域技术人员在阅读本公开内容时将理解的适用于保护性覆盖层的其它这样的材料制得。

磁记录介质1100可额外地包括位于保护性覆盖层1112上方的润滑剂层1114。在各种方案中，润滑剂层可包括单分散的、或者基本上单分散的润滑剂。例如，在这样的方案中，润滑剂层1114可包括多个多齿PFPE结构，其可具有基本上相同的分子量和/或聚合度。这些多齿PFPE结构各自可具有两个末端链段和位于其间的中间链段。

在一些方案中，至少一个多齿PFPE结构的至少一个末端链段可由如下表示：

在另外的方案中，至少一个多齿PFPE结构的中间链段可包括通过偶联剂偶联在一起的至少两个PFPE骨架。在各种方案中，这些至少两个PFPE骨架可具有相同的或不同的分子量、分子结构和/或聚合度。

在一种具体方案中，PFPE骨架中至少一个可由如下表示：

-(CF₂CF₂O)_n-，

其中n为大于零的整数。在另一具体方案中，PFPE骨架中至少一个可由如下表示：

-(CF₂CF₂CF₂O)_m-，

其中m为大于零的整数。在又一具体方案中，PFPE骨架中至少一个可由如下表示：

-(CF₂CF₂CF₂CF₂O)_x-，

其中x为大于零的整数。重要的是注意，在各种方案中，PFPE骨架可包括在本文中描述的全氟聚烷基醚单元的任意组合。

在又另外的方案中，至少一个多齿PFPE结构的中间链段可由如下表示：

-OCH₂CF₂O-(CF₂CF₂O)_n-(CF₂O)_p-CF₂CH₂O-，

其中n为大于零的整数，且其中p为大于零的整数。

在再另外的方案中，至少一个多齿PFPE结构的中间链段可包括至少三个PFPE骨架。

在进一步的方案中，至少一个多齿PFPE结构的末端链段可包括配置为连接至表面的至少一个反应性官能团。在一种方案中，该至少一个反应性官能团可选自由如下构成的组：羟基、胡椒基、胺基、羧酸、磷腈基及其组合。在优选的方案中，至少一个反应性官能团可为羟基。

在许多方案中，在润滑剂层1114中包括的多齿PFPE结构中至少一个可具有如在图2B(即ZTMD)、图9和/或图10中所示的分子结构。在另外的方案中，多个PFPE结构可包括在本文中公开的PFPE结构的任何组合。

在额外的方案中，多齿PFPE结构中至少一个的至少一个末端链段可包括至少一个保护剂。例如，在这样的方案中，至少一个多齿PFPE结构可具有一个或多个保护剂，其结合/偶联至其末端链段的一个或两个。因此，在一些方案中，多个多齿PFPE结构可包括两个末端链段被保护的那些、仅一个末端链段被保护的那些、和/或没有末端链段被保护的那些。在一些方案中，一个或多个保护剂可包括缩丙酮、碳酸酯、硫代碳酸酯、或者如本领域技术人员在阅读本公开内容时将变得明晰的其它合适的保护剂。

再次参见图11，磁记录介质1100的形成可通过已知的沉积和加工技术实现。例如，沉积在磁记录介质1100中存在的层(例如粘合层1104、软磁底层1106、交换断层1108、一个或多个磁记录层1110、保护性覆盖层1112等)的一个或多个可通过DC磁控溅射、RF磁控溅射、分子束外延等、或者如本领域技术人员在阅读本公开内容时将变得明晰的其它这样的技术实现。

在各种方案中，润滑剂层1114可通过浸涂方法形成在磁记录介质1100上，特别地在保护性覆盖层1112上。例如，在一种方案中，其上具有保护性覆盖层1112的磁记录介质1100可浸在包括本文中公开的多齿PFPE结构和碳氟化合物溶剂例如Vertrel-XF的润滑剂浴中。在预定量的时间之后，磁记录介质1100可以受控的速率从润滑剂浴移出。所述溶剂随后可蒸发，留下包含多齿PFPE润滑剂的润滑剂层1114。在润滑之后留在磁记录介质1100的表面上的多齿PFPE润滑剂的百分比可称为结合百分比。结合百分比通过使经润滑的磁介质暴露至在润滑剂浴中使用的溶剂对于多个时间段来量化。在一些方案中，在本文中公开的多齿PFPE结构的结合百分比可为约80％至约95％。

润滑剂层1114的厚度可通过控制磁记录介质1100在润滑剂浴中的浸入持续时间、磁记录介质1100从涂覆溶液移出的速率、和/或润滑剂(例如多齿PFPE润滑剂)在润滑剂浴中的浓度来调整。在一些方案中，可选择多齿PFPE润滑剂在润滑剂浴中的浓度使得产生具有约至约的厚度的所得润滑剂层。

重要的是注意，润滑剂层1114在磁记录介质1100的表面上、特别地在保护性覆盖层1112的表面上的形成不限于浸涂，而是可包括旋涂、喷涂、气相沉积、其组合、或者如本领域技术人员在阅读本公开内容时将变得明晰的任何其它合适的涂覆方法。

在进一步的方案中，在图11中所示的磁记录介质1100可为磁性数据存储系统中的组件。这种磁性数据存储还可包括至少一个磁头、用于使磁记录介质1100经过至少一个磁头的驱动机构、和电连接至至少一个磁头以控制所述至少一个磁头的运行的控制器。

例如，图12示出磁盘驱动器1200的一种实施方式，其可以磁记录介质例如图11的磁记录介质1100运行。如在图12中所示的，至少一个可旋转磁介质(例如磁盘)1212支撑在轴1214上，并通过可包括盘驱动电动机1218的驱动机构旋转。在各盘上的磁记录典型地为在盘1212上的同心数据轨道的环形图案的形式(未示出)。由此，盘驱动电动机1218优选使磁盘1212经过磁性读/写部分1221，其在下文即刻描述。

根据在本文中所描述的和/或暗示的任何方案，至少一个滑块1213在盘1212附近安置，各滑块1213支撑例如磁头的一个或多个磁性读/写部分1221。随着盘旋转，滑块1213在盘表面1222上径向地向内和向外移动，使得部分1221可访问其中记录和/或待写入期望数据的盘的不同轨道。各滑块1213通过悬架1215连接至致动器臂1219。悬架1215提供轻微的弹簧力，其使滑块1213针对盘表面1222偏压。各致动器臂1219均连接至致动器1227。如在图12中所示的致动器1227可为音圈电动机(VCM)。所述VCM包括在固定磁场内可移动的线圈，线圈移动的方向和速度通过由控制器1229提供的电动机电流信号控制。

在盘存储系统的运行过程中，盘1212的旋转在滑块1213和盘表面1222之间产生空气轴承，其赋予滑块向上的力或者上升。空气轴承由此抗衡悬架1215的轻微的弹簧力，并在正常运行过程中支撑滑块1213脱离并略高于盘表面小的基本上恒定的间距。注意，在一些实施方式中，滑块1213可沿着盘表面1222滑动。

盘存储系统的各种组件在运行中通过由控制器1229产生的控制信号例如访问控制信号和内部时钟信号来控制。典型地，控制单元1229包含逻辑控制电路、存储器(例如内存)和微处理器。在优选方案中，控制单元1229(例如通过电线、电缆、线路等)电连接至一个或多个磁性读/写部分1221，用于控制其运行。控制单元1229产生用于控制各种系统运行的控制信号、例如线路1223上的驱动电动机控制信号以及线路1228上的磁头位置和寻找控制信号。线路1228上的控制信号提供期望的电流分布(profile)以将滑块1213最佳地移动并定位至盘1212上期望的数据轨道。读和写信号通过记录通道1225的方式往返通讯于读/写部分1221。

典型的磁盘存储系统的以上描述以及图12的伴随说明仅用于说明性的目的。应当明晰的是，盘存储系统可包含大量的盘和致动器，且各驱动器可支撑多个滑块。

还可提供界面用于盘驱动器和主机(集成的或者外部的)之间的通讯以发送和接收数据，以及用于控制盘驱动器的运行和将盘驱动器的状态通讯至主机，所有均是本领域技术人员将理解的。

在典型的磁头中，感应(诱导)写入部分包括在一个或多个绝缘层(绝缘堆)中嵌入的线圈层，绝缘堆位于第一和第二极片层之间。在所述写入部分的第一和第二极片层之间通过在磁头的介质面向侧处或其附近的空隙层(在盘驱动器中有时称为ABS)形成空隙。极片层可在背部空隙处连接。电流通过线圈层传导，其在极片中产生磁场。磁场是跨越介质面向侧处的空隙的边缘，为了在移动介质上的轨道中、例如在旋转磁盘上的环形轨道中写入磁场信息位(比特)的目的。

第二极片层具有由介质面向侧延伸至闪耀点(张开点，flare point)的极端部分，和由闪耀点延伸至背部空隙的轭(yoke)部分。所述闪耀点为第二极片开始变宽(闪耀)以形成轭之处。闪耀点的布置直接影响产生用以在记录介质上写入信息的磁场的大小。

图13A提供纵向记录介质1300的示意性说明，其可与磁盘记录系统例如在图12中所示的一起使用。这种纵向记录介质1300用于在介质本身的平面内(或平行于介质本身的平面)记录磁脉冲。这种纵向记录介质1300(其在各种方案中可为记录盘)至少包含合适的非磁性材料例如玻璃的支撑基底1302、和设置在所述基底上方的常规磁记录层1304。

图13B示出记录/放音磁头1306和图13A的纵向记录介质1300之间的运行关系，记录/放音磁头1306可优选为薄膜磁头和/或如本领域技术人员在阅读本公开内容时将认识到的其它合适的磁头。

在纵向记录介质中的改进由于与热稳定性和记录场强度相关的问题而受到限制。因此，按照提高记录介质的面记录密度的当前推动，已开发了垂直记录介质(PMR)。图14A提供简化的垂直记录介质1400的示意图，其还可与磁盘记录系统例如在图12中所示的一起使用。如在图14A中所示的，垂直记录介质1400(其在各种方案中可为记录盘)至少包含合适的非磁性材料(例如玻璃、铝等)的支撑基底1402、和设置在基底1402上方的具有高导磁率的材料的软磁底层1404。垂直记录介质1400还包括设置在软磁底层1404上方的磁记录层1406，其中磁记录层1406相对于软磁底层1404优选具有高的矫顽力。在软磁底层1404和磁记录层1406之间可存在一个或多个额外的层(未示出)，例如“交换-断裂”层或“夹层”。

在磁记录层1406中的磁脉冲取向基本上垂直于记录层的表面。软磁底层1404的磁化在软磁底层1404的平面内(或平行于软磁底层1404的平面)取向。如在图14A中具体示出的，软磁底层1404的面内磁化可通过向纸内延伸的箭头表示。

图14B说明垂直磁头1408和图14A的垂直记录介质1400之间的运行关系。如在图14B中所示的，在垂直磁头1408的主磁极1412和返回极1414之间延伸的磁通量1410进出磁记录层1406和软磁底层1404形成回路。软磁底层1404帮助使来自垂直磁头1408的磁通量1410在大体上垂直于磁介质表面的方向上聚焦至磁记录层1406内。因此，在垂直磁头1408和软磁底层1404之间产生的强磁场使得信息能够被记录至磁记录层1406内。磁通量通过软磁底层1404被进一步引导返回至磁头1408的返回极1414。

如上所述，软磁底层1404的磁化在软磁底层1404的平面内(或平行于软磁底层1404的平面)取向，并可通过向纸内延伸的箭头表示。然而，如在图14B中所示的，软磁底层1404的这种面内磁化可在暴露与磁通量1410的区域内旋转。

图14C说明在图14B中所示的结构的一种实施方式，其中软磁底层1404和磁记录层1406连同与磁记录层1406的外表面相邻地设置的合适的记录磁头1408一起设置在基底1402的相反侧上，由此允许在所述介质的每一侧上记录。

图15A为垂直磁头的横截面图。在图15A中，螺旋线圈1510和1512用于在针极(stitch pole)1508中产生磁通量，其随后将所述通量传递至主磁极1506。线圈1510表示由页面向外延伸的线圈，而线圈1512表示向页面内延伸的线圈。针极1508可从ABS 1518凹进。绝缘体1516围绕所述线圈并可为元件的一些提供支撑。如通过结构右侧的箭头所表示的介质行进的方向使介质移动首先经过下部的返回极1514，随后经过针极1508、主磁极1506、可连接至环绕盾(屏蔽)(wrap around shield)(未示出)的拖曳盾(trailing shield)1504，并最终经过上部的返回极1502。这些组件各自可具有与ABS 1518接触的部分。ABS 1518跨越所述结构的右侧表示。

垂直写入通过如下实现：使通量经过针极1508进入主磁极1506并随后到达朝向ABS 1518设置的盘表面。

图15B说明具有与图15A的磁头类似特征的背负式磁头。两个盾1504、1514在针极1508和主磁极1506的侧面。还示出传感器盾1522、1524。传感器1526典型地置于传感器盾1522、1524之间。

图16A为一种实施方式的示意图，其使用有时称为薄煎饼构型的环状线圈1610将通量提供至针极1608。针极1608随后将该通量提供至主磁极1606。在这种取向中，下部的返回极为任选的。绝缘体1616围绕线圈1610，并可为针极1608和主磁极1606提供支撑。针极可从ABS 1618凹进。如通过结构右侧的箭头所表示的介质行进的方向使介质移动经过针极1608、主磁极1606、可连接至环绕盾(未示出)的拖曳盾1604、并最后经过上部的返回极1602(其全部可具有或不具有与ABS 1618接触的部分)。ABS 1618跨越所述结构的右侧表示。在一些实施方式中，拖曳盾1604可与主磁极1606接触。

图16B说明另一类型的背负式磁头，其具有与图16A的磁头类似的特征，包括环绕以形成薄煎饼线圈的环状线圈1610。还示出传感器盾1622、1624。传感器1626典型地设置在传感器盾1622、1624之间。

在图15B和16B中，任选的加热器显示在磁头的非ABS侧附近。加热器还可包括在图15A和16A中示出的磁头内。这种加热器的位置可基于设计参数例如期望凸起之处、围绕层的热膨胀系数等而变化。

除了参照各种本发明的实施方式在本文中描述的之外，图12-16B的结构以及在本文中描述的其它实施方式的各组件可为常规材料、设计和/或使用常规技术制造的，如本领域技术人员在阅读本公开内容时将理解的。

实验结果

以下实验结果属于在本文中公开的新颖的磁记录介质的说明性实施方式，特别是包括含有基本上单分散的多齿PFPE结构/聚合物的润滑剂层的那些。重要的是注意，以下说明性实施方式不以任何方式限制本发明。还应当理解，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，本领域技术人员可进行这些说明性实施方式的变形和改进。

在一种说明性实施方式中，将Ztetraol-GT(Solvay Solexis；M_w＝1200g·mol^-1，5.00g，4.17mmol，1当量)溶解于1，2-二氯-1，1，3，3，3-五氟丙烷(Asahiklin AK 225；7.7ml)。将2，2-二甲氧基丙烷(FW＝104.15g·mol^-1，956μl，0.813g，7.80mmol，1.9当量)和Amberlyst-15(H⁺)(1.3g)添加至该溶液。将反应混合物在室温下搅拌15h，并通过过滤去除催化剂。通过¹H-NMR谱法，示出在粗反应混合物中的Ztetraol具有约61％的缩丙酮保护平均百分比。Ztetraol单缩丙酮(图5)通过正相柱层析法(100g硅胶、60-200目、孔尺寸)在等度(isocratic)步骤条件(300ml的1％甲醇/二氯甲烷余量(平衡)，之后300ml的2％甲醇/二氯甲烷余量，之后400ml的3％甲醇/二氯甲烷余量，之后600ml的5％甲醇/二氯甲烷余量)下纯化以产生0.93g作为无色油的产物(0.75mmol，18％产率；理论最大产率为50％，因为预期产物的最佳情况统计学分布产生25％未反应的Ztetral、50％Ztetral单缩丙酮和25％Ztetraol二缩丙酮)。在较早的级分中还分离2.8g的较低极性的Ztetraol二缩丙酮(2.26mmol，54％产率)。所分离的Ztetraol单缩丙酮和Ztetral二缩丙酮使用¹H-NMR谱法分析，并分别示出具有49％和100％的缩丙酮保护。Ztetraol-GT 1200(1702)、Ztetraol单缩丙酮(1704)和Ztetraol二缩丙酮(1706)的热重分析(TGA)在图17中示出。TGA测量作为温度函数的样品的质量变化，允许基于其已知的沸点推断各化学物质的身分(identity)和百分比。Ztetraol的二醇末端基团之一或两者的缩丙酮保护降低被保护的Ztetraol分子之间的分子间氢键的程度，并降低它们的沸点。

在这种实施方式的延伸中，将Ztetraol单缩丙酮(M_w＝1240g·mol^-1，0.222g，0.179mmol，2.86当量)添加至具有如下结构的双环氧化物偶联剂：

(FW＝324.22g·mol^-1，14.6μl，0.0203g，0.0625mmol，1.0当量)，并将混合物超声处理以形成乳液并在冰浴中冷却至0℃。添加三氟化硼二乙基醚络合物(FW＝141.93g·mol^-1，5.0μl，0.00564g，0.0397mmol，0.64当量)，将反应混合物短暂地涡旋，超声处理额外的3分钟，并随后在间歇性涡旋的情况下加热至80℃5分钟。将保持为浑浊的但是显著增稠的反应混合物在57℃下加热额外的12小时。将反应混合物冷却至室温，并添加1，2-二氯-1，1，3，3，3-五氟丙烷(Asahiklin AK 225；3ml)。留下白色半固体材料(59.0mg)，其通过离心分离并显示出在5∶1(体积/体积)的六氟苯∶甲醇-d₄的混合物中显著的但不完全的溶解性；ZTMD表现出完全的溶解性。¹⁹F-NMR谱法显示出，该材料包含强的Ztetraol骨架，且谱图与ZTMD一致。¹H-NMR谱图也与ZTMD一致，并且无法观察到环氧乙烷官能度，表示双环氧化物偶联剂的完全反应。在¹H-NMR谱图中观察到可忽略的缩丙酮官能度，表示在存在路易斯酸催化剂的情况下Ztetraol缩丙酮保护基团的不稳定性。在偶联剂完全反应前缩丙酮保护基团是否丧失是未知的，允许可已经形成一些更高分子量低聚物的可能性。图18示出根据方法400(图4)制备的新合成的ZTMD(1802)以及用于比较的根据方法300(图3)制备的高纯度ZTMD标准物(1804)的热重分析。在新合成的ZTMD(1802)中的早期质量损失可归因于残留的未反应的Ztetraol，且为在纯化之前ZTMD样品中的共同(常见)组分。

在另一说明性实施方式中，将Ztetraol-GT(Solvay Solexis：M_w＝1200g·mol^-1，1.0921g，0.9101mmol，1当量)溶解于1，2-二氯-1，1，3，3，3五氟丙烷(Asahiklin AK225；2.0ml)。将1，1’-硫代羰基二咪唑(FW＝178.21g·mol^-1，0.0649g，0.364mmol，0.40当量)和乙腈(2.0ml)添加至该溶液。将反应混合物在室温下搅拌4天，在该时间过程中溶液颜色由黄色变为无色。Ztetraol单硫代碳酸酯(图6)通过正相柱层析法(30g硅胶，60-200目，孔尺寸)在单步骤等度条件下(200ml的5％甲醇/二氯甲烷余量，之后7.5％甲醇/二氯甲烷余量)纯化以产生281.3mg作为中等粘度的无色油的产物(0.2265mmol，25％产率；理论最大产率为50％，因为预期产物的最佳情况统计学分布产生25％未反应的Ztetraol，50％Ztetraol单硫代碳酸酯，和25％Ztetraol二硫代碳酸酯)。所分离的Ztetroal单硫代碳酸酯通过定量¹³C-NMR谱法分析，并发现50％的末端基团被硫代碳酸酯保护。在参照49ppm的甲醇-d₄碳化学位移的情况下，硫代羰基碳化学位移出现在209ppm(参见图19)。

在这种实施方式的延伸中，搅拌Ztetraol单硫代碳酸酯(M_w＝1242g·mol^-1，0.2543g，0.2048mmol，1.93当量)、1，2-二氯-1，1，3，3，3-五氟丙烷(Asahiklin AK 225；0.33ml)和硫酸(1.0μl)，并将具有如下结构的双环氧化物偶联剂缓慢地滴加至溶液，使得温度保持低于30℃：

(FW＝324.22g·mol^-1，0.03433g，0.1059mmol，1.0当量)。在3天后，于真空下去除溶剂，并使用蒸馏水洗涤反应产物五次且随后在真空下干燥。在5∶1(体积/体积)的六氟苯∶甲醇-d₄的混合物(1ml)中的¹³C-NMR谱法显示，硫代碳酸酯保护基团在偶联反应之后持续，确认其酸稳定性。将ZTMD硫代碳酸酯产物在仍处于NMR溶剂中的同时通过如下去保护：添加饱和碳酸钾水溶液(5ml)并在60℃下强烈搅拌3小时。通过旋转蒸发去除溶剂，并将去保护的ZTMD溶解于六氟苯∶甲醇-d₄(1ml)中且过滤。进行滤液的热重分析，其结果在图20中示出。不希望受任何特定的理论束缚，据信对于去保护反应产物(2002)，初始5％的质量损失是由于NMR溶剂的挥发，而残留的10％的非挥发性材料被认为是来自去保护反应的碳酸钾。这样，必须通过如下将质量变化归一化：重新调节数据，以消除来自残留的NMR溶剂和碳酸钾的贡献。以约200℃开始的63％质量损失与未反应的Ztetraol一致(与Ztetraol标准物2004比较)，并且以约265℃开始的22％质量损失与ZTMD一致(与ZTMD标准物2006比较)。重要的是注意，ZTMD标准物2006包含一些Ztetraol，由此在两个不同的温度下有质量损失。这些数据提供了对于成功的(虽然不完全的)偶联反应的证据。

在又一说明性实施方式中，将Ztetraol-GT(Solvay Solexis：M_w＝1200g·mol^-1，20.00g，16.67mmol，1当量)溶解于1，2-二氯-1，1，3，3，3五氟丙烷(Asahiklin AK225；23.8ml)。将1，1’-羰基二咪唑(FW＝162.15g·mol^-1，1.35g，8.33mmol，0.5当量)和乙腈(23.8ml)添加至该溶液。将反应混合物在室温下搅拌24小时，在该时间后添加额外量的羰基二咪唑(0.20g，1.23mmol，0.074当量)。在室温下搅拌反应混合物额外的48小时，并通过正相柱层析法(200g硅胶，EMD Grade 62，60-200目，孔尺寸)在等度条件(7.5％甲醇/二氯甲烷余量)下纯化反应产物以产生7.3g的Ztetraol单碳酸酯(图7，5.95mmol，36％产率；理论最大产率为50％，因为预期产物的统计学分布：25％未反应的Ztetraol，50％Ztetraol单碳酸酯，25％Ztetraol二碳酸酯)。所分离的Ztetraol单碳酸酯和Ztetraol二碳酸酯通过定量¹³C-NMR(图21)、¹⁹F-NMR(图22)和¹H-NMR(图23)谱法和热重分析(图4)进行分析。不希望受任何特定的理论束缚，据信不像缩丙酮保护的Ztetraol，因为环状碳酸酯基团之间的强的偶极-偶极分子间相互作用，单和二碳酸酯保护的Ztetraol表现出比未被保护的Ztetraol更高的沸点。

在这种实施方式的延伸中，将Ztetraol单碳酸酯(M_w＝1226g·mol^-1，3.50g，2.855mmol，2.0当量)溶解于Freon113中，并使用稀盐酸水溶液和随后使用水萃取以去除来自Ztetraol保护反应的保留的任何未反应的咪唑副产物；去除咪唑是必要的，因为否则其将与硫酸催化剂反应并使之失活。在真空下干燥Ztetraol单碳酸酯12小时以去除所有的痕量水，否则其将使双环氧化物偶联剂水解。将干燥的不含咪唑的Ztetraol单碳酸酯溶解于Freon113(7ml)中，并添加电子级硫酸(14μl)。将具有如下结构的双环氧化物偶联剂缓慢地滴加至所述溶液，使得温度保持低于30℃：

(FW＝324.22g·mol^-1，0.4628g，1.4275mmol，1.0当量)。在3天后，于真空下去除溶剂，并使用蒸馏水洗涤反应产物两次且随后在真空下干燥。通过如下使ZTMD二碳酸酯产物去保护：溶解于Freon 113(10ml)中并在60℃下与碳酸钾水溶液(10ml)一起强烈搅拌3小时。使用蒸馏水萃取去保护的ZTMD的Freon 113溶液三次以去除碳酸钾，并在真空下去除溶剂。ZTMD通过¹⁹F-NMR(未示出)和¹³C-NMR(图25)谱法和热重分析(图26)表征。从¹³C-NMR谱图显著缺少的是来自碳酸酯保护基团的碳信号，表示ZTMD二碳酸酯的成功去保护。这些数据提供了对于成功的偶联反应和去保护的证据，其在没有任何额外的纯化的情况下给出约60％的ZTMD。相反，已知方法300(图3)在没有任何额外的纯化的情况下仅给出约15％的ZTMD，剩余材料为未反应的Ztetraol。

应当注意，在本文中提出的用于各种实施方式的至少一些的方法可全部地或者部分地以计算机硬件、软件、人工、使用特殊设备等、及其组合来实施。

此外，任何结构和/或步骤可使用如本领域技术人员在阅读本说明书时将变得明晰的已知材料和/或技术来实施。

虽然以上已描述了多种实施方式述，但是应当理解，它们仅作为实例而不是限制性地提出。因此，本发明实施方式的广度和范围不应当被任何上述示例性实施方式限制，而是应当仅根据所附权利要求及其等同来定义。

Claims

1.用于形成基本上单分散的润滑剂的方法，包括：

提供多个全氟聚醚(PFPE)前体，各PFPE前体包括两个末端链段和位于其间的PFPE骨架；

用一个或多个保护剂保护各PFPE前体的末端链段之一以形成多个单保护的PFPE前体，各单保护的PFPE前体包括被保护的末端链段和未被保护的末端链段；和

通过偶联剂将单保护的PFPE前体各自的未被保护的末端链段偶联至另一单保护的PFPE前体的未被保护的末端链段以形成多齿PFPE结构。

2.如权利要求1所述的方法，其中至少一个PFPE前体的至少一个末端链段由如下表示：

3.如权利要求1所述的方法，其中至少一个PFPE前体的PFPE骨架包括至少一个由如下表示的全氟乙基醚单元：

-(CF₂CF₂O)_n-，

其中n为大于零的整数。

4.如权利要求1所述的方法，其中至少一个PFPE前体的PFPE骨架包括至少一个由如下表示的全氟丙基醚单元：

-(CF₂CF₂CF₂O)_n-，

其中n为大于零的整数。

5.如权利要求1所述的方法，其中至少一个PFPE前体的PFPE骨架具有300amu至5000amu的分子量。

6.如权利要求1所述的方法，其中至少一个PFPE前体的各末端链段包括配置为连接至表面的至少一个反应性官能团。

7.如权利要求6所述的方法，其中至少一个反应性官能团为羟基。

8.如权利要求6所述的方法，其中至少一个反应性官能团选自由如下构成的组：羟基、胡椒基、胺基、羧酸、磷腈基及其组合。

9.如权利要求6所述的方法，其中在各被保护的末端链段中的一个或多个保护剂配置为保护其中存在的至少一个反应性官能团。

10.如权利要求6所述的方法，其中至少一个PFPE前体的各末端链段包括配置为连接至表面的两个反应性官能团。

11.如权利要求1所述的方法，其中多个单保护的PFPE前体包括：单缩丙酮保护的PFPE前体；单碳酸酯保护的PFPE前体；单硫代碳酸酯保护的PFPE前体；及其组合。

12.如权利要求1所述的方法，其中多齿PFPE结构中的至少一个包括配置为连接至表面的八个反应性官能团。

13.如权利要求12所述的方法，其中八个反应性官能团各自包括羟基。

14.如权利要求1所述的方法，其中多齿PFPE结构具有基本上相同的分子量。

15.如权利要求1所述的方法，进一步包括从多齿PFPE结构中的至少一个去除保护剂的至少一个。

16.如权利要求15所述的方法，进一步包括使用选自由浸涂、旋涂、喷涂及其组合构成的组的沉积技术将多齿PFPE结构施加至磁记录介质的表面。

17.基本上单分散的润滑剂，包含：

多个多齿全氟聚醚(PFPE)结构，各多齿PFPE结构包括至少两个末端链段和其间的中间链段，

其中所述多齿PFPE结构具有基本上相同的分子量，和

多齿PFPE结构具有1-1.5的多分散指数。

18.如权利要求17所述的润滑剂，其中至少一个多齿PFPE结构的至少一个末端链段由如下表示：

19.如权利要求17所述的润滑剂，其中至少一个多齿PFPE结构的中间链段包括通过偶联剂偶联在一起的至少两个PFPE骨架。

20.如权利要求19所述的润滑剂，其中PFPE骨架的至少一个由如下表示：

-(CF₂CF₂O)_n-，

其中n为大于零的整数。

21.如权利要求17所述的润滑剂，其中各多齿PFPE结构的各末端链段包括配置为连接至表面的至少一个反应性官能团，其中至少一个反应性官能团选自由如下构成的组：羟基、胡椒基、胺基、羧酸、磷腈基及其组合。

22.如权利要求17所述的润滑剂，其中多齿PFPE结构中至少一个的至少一个末端链段包括至少一个保护剂。

23.如权利要求22所述的润滑剂，其中至少一个保护剂选自由如下构成的组：缩丙酮；碳酸酯；和硫代碳酸酯。

24.磁记录介质，包含：

磁记录层，其设置在非磁性基底上方；

保护性覆盖层，其设置在磁记录层上方；和

润滑剂层，其设置在保护性覆盖层上方，所述润滑剂层包含如权利要求17所述的润滑剂。

25.磁性数据存储系统，包含：

至少一个磁头；

如权利要求24所述的磁记录介质；

驱动机构，其用于使磁记录介质经过至少一个磁头；和

控制器，其电连接到至少一个磁头，用于控制至少一个磁头的运行。