DE212013000152U1

DE212013000152U1 - Mittel für die Oberflächenschmierung eines Gegenstands

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Publication number: DE212013000152U1
Application number: DE201321000152
Authority: DE
Original assignee: Swatch Group Research and Development SA
Current assignee: Swatch Group Research and Development SA
Priority date: 2012-07-10
Filing date: 2013-06-04
Publication date: 2015-04-01
Anticipated expiration: 2023-06-05
Also published as: JP2015523442A; CN104603247A; HK1206775A1; JP3210292U; WO2014009059A1; CH708539B1

Abstract

Gegenstand, umfassend ein Substrat mit wenigstens einer Oberfläche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Teil der wenigstens einen Oberfläche mit einem Mittel für die Oberflächenschmierung des Gegenstands überzogen ist, das ein oder mehrere Moleküle mit der allgemeinen Formel (1) umfasst: A-F(1)wobei: A eine Ankergruppe ist, die einen Anteil umfasst, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Hydroxyl-Gruppen, Brenzcatechin-Gruppen, Phosphat-Gruppen, Phosphonat-Gruppen, Carbonsäure-Gruppen, Amin-Gruppen, Thiol-Gruppen und jeder Kombination von zwei oder mehr der oben genannten Gruppen, und F eine funktionalisierende Gruppe ist, wobei die funktionalisierende Gruppe ein verzweigtes Polymer umfasst, das eine Hauptkette und wenigstens zwei Seitengruppen besitzt, wobei wenigstens eine der Seitengruppen eine unsubstituierte C4-20-Kohlenwasserstoffgruppe oder eine substituierte C4-20-Kohlenwasserstoffgruppe ist; und dass das Mittel durch ein eingefangenes Lösungsmittel gequollen ist.

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Mittel, insbesondere zur Oberflächenmodifikation eines Gegenstands, wie z. B. für die Modifikation der tribologischen Oberflächeneigenschaften eines Gegenstands. Außerdem bezieht sich die vorliegende Erfindung auf die Verwendung eines derartigen Mittels, auf einen Gegenstand mit einer Oberfläche, die mit einem derartigen Mittel überzogen ist, als auch auf die Verwendung eines derartigen Gegenstands.
Hintergrund der Erfindung
Die klassische Schmierung in Uhrwerken verwendet Schmiermittel, die viskos genug sind, um den Verschleiß von Oberflächen durch die Trennung ihrer jeweiligen Oberflächenunebenheiten zu vermeiden. Hochviskose Schmiermittel bedeuten jedoch auch hohe Scherraten und Energieverlust. Dies führt zu ”hohen” Reibungskoeffizienten von etwa 0,1–0,15. Folglich muss ein Kompromiss gefunden werden. Außerdem wird, was auch immer die Viskosität der Schmiermittel ist, bei niedrigen Geschwindigkeiten und/oder hohen Lasten die Trennung der Oberflächen unterbrochen, wobei Kontakte zwischen den Oberflächenunebenheiten vorkommen. In diesem Fall nimmt der Reibungskoeffizient drastisch zu (0,15–0,3), und Verschleiß tritt auf.
Zusammenfassung der Erfindung
Folglich ist die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Aufgabe das Ergebnis der Unterscheidung zwischen Schmiermitteln und Substraten, die nicht als ein zu einem einzigartigen tribologischen System gehörend angesehen werden.
Die Verwendung einer ausreichenden Oberflächenfunktionalisierung kann zu einer besseren Kopplung zwischen den Substraten und den Schmiermitteln führen, um die tribologischen Leistungen eines derartigen Systems zu erhöhen.
Folglich zielt die Erfindung darauf ab, ein verbessertes Mittel zu schaffen, das für die Oberflächenschmierung eines Gegenstands, d. h. für die Modifikation der tribologischen Oberflächeneigenschaften eines Gegenstands, geeignet ist, wobei das Mittel zum Bilden einer Überzugschicht mit einer verbesserten Gleichmäßigkeit der Moleküle des Mittels auf der Oberfläche und/oder zum Bilden einer Überzugschicht mit einer verbesserten Dichte der Moleküle des Mittels und/oder zum Bilden einer Überzugschicht mit einer höheren Dicke und/oder zum Bilden einer Überzugschicht mit verbesserten ästhetischen Eigenschaften und/oder zum Bilden einer Überzugschicht mit einem verbesserten Grad der Schmierung imstande ist.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird diese Aufgabe gelöst durch die Bereitstellung eines Mittels, das ein oder mehrere Moleküle mit der allgemeinen Formel (1) umfasst: A-F (1) wobei:
A eine Ankergruppe ist, die einen Anteil umfasst, der aus der Gruppe ausgewählt ist, die Silan-Gruppen, Hydroxyl-Gruppen, Brenzcatechin-Gruppen, Phosphat-Gruppen, Phosphonat-Gruppen, Carbonsäure-Gruppen, Amin-Gruppen, Thiol-Gruppen und jeder Kombination von zwei oder mehr der oben genannten Gruppen umfasst, und
F eine funktionalisierende Gruppe ist, wobei die funktionalisierende Gruppe ein verzweigtes Polymer umfasst, das eine Hauptkette und wenigstens zwei Seitengruppen besitzt, wobei wenigstens eine der Seitengruppen eine C1-20-Kohlenwasserstoffgruppe oder eine vollhalogenierte C1-20-Kohlenwasserstoffgruppe ist.
Diese Lösung beruht auf der überraschenden Erkenntnis, dass ein derartiges Mittel aufgrund seiner Ankergruppen und der verzweigten Polymergruppe fest und gleichmäßig mit einer hohen Moleküldichte auf der Oberfläche des Gegenstands gebunden werden kann. Folglich besitzt dieses Mittel eine hohe mechanische Kratzfestigkeit und eine hohe Reinigungsbeständigkeit.
Darüber hinaus kann das Mittel gemäß der vorliegenden Erfindung leicht hinsichtlich seiner Eigenschaften optimiert werden, wie z. B. hinsichtlich seines Anhaftens an dem Oberflächenmaterial, weil die Ankergruppe unabhängig von der Art der funktionalisierenden Gruppe für diesen Zweck gewählt werden kann.
Abgesehen davon stellt aufgrund des festen Bindens des Mittels an die Oberfläche des Gegenstands die modifizierte Oberfläche des Gegenstands eine ausgezeichnete Beständigkeit gegen die Reinigung bereit. Außerdem zeigt eine Schicht eines derartigen Mittels auf einer Oberfläche hervorragende ästhetische Eigenschaften. Schließlich kann ein derartiges Mittel leicht optimiert werden, um es einem Schmiermittel zu ermöglichen, in es einzutreten und es quellen zu lassen, um die Schmierleistungen der Oberfläche des Gegenstands zu erhöhen.
Ohne zu wünschen, an irgendeine Theorie gebunden zu sein, können die oben erwähnten hervorragenden Oberflächeneigenschaften einer verbesserten Packung der Moleküle des Mittels gemäß der vorliegenden Erfindung auf der Oberfläche des Gegenstands und einer vergrößerten Dichte der Kohlenstoffatome, die unter Verwendung eines Mittels mit einer funktionalisierenden Gruppe, die ein verzweigtes Polymer umfasst, erreicht wird, zugeschrieben werden. In der Tat kann die Packung der Moleküle genau gesteuert werden und kann übrigens die Dicke der verzweigten Polymere zuverlässig erzeugt werden. Außerdem ermöglichen die verzweigten Polymere die Verwendung von Multi-Monomeren mit lokalisierter Funktionalisierung, d. h., durch selektive UV-Belichtung kann die Polymerisieriung nur an einer bestimmten Stelle erfolgen. Schließlich erlauben die verzweigten Polymere, die Vernetzung mit einem weiteren Molekül im hohen Grade abzustimmen.
Da die Ankergruppe aus einer breiten Vielfalt von funktionalen Gruppen ausgewählt werden kann, kann die Ankergruppe der A-F-Moleküle gewählt werden, um ihr Anhaften an einem bestimmten Oberflächenmaterial zu optimieren.
Deshalb kann das Mittel gemäß der vorliegenden Erfindung auf verschiedene unterschiedliche Oberflächenmaterialien angewendet werden, indem die Ankergruppe geeignet ausgewählt wird. Zusätzlich zu dem oben erwähnten Anpassen des Mittels an ein spezifisches Substrat kann das Mittel leicht und effizient direkt oder indirekt auf der zu modifizierenden Oberfläche bereitgestellt werden. Zu diesem Zweck ist ein Polymerisationsverfahren geeignet, bei dem eine Ankergruppe A, die für das gewählte Material geeigneter ist.
Folglich kann die Ankergruppe A an die Oberfläche gebunden werden, wobei danach die funktionalisierende Gruppe über eine Pfropfpolymerisation der Monomere auf der Ankergruppe synthetisiert wird, um das A-F des Mittels zu bilden, oder die funktionalisierende Gruppe wird über eine Pfropfpolymerisation der Monomere auf der Ankergruppe A synthetisiert, wobei danach die Ankergruppe A an die Oberfläche gebunden wird, um das A-F des Mittels gemäß alternativen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zu bilden.
Vorteilhaft kann das Mittel gemäß der vorliegenden Erfindung ein Lösungsmittel einschließen, um das Mittel quellen zu lassen, um dadurch eine modifizierte Oberfläche des Gegenstands zu bilden, die im Vergleich mit einer jeweiligen Oberfläche, auf die ein jeweiliges Schmiermittel ohne das Mittel gemäß der vorliegenden Erfindung aufgebracht ist, einen speziellen und überraschend niedrigen Reibungskoeffizienten besitzt. Dieser Vorteil beruht auf der kontrollierten Dichte der Seitengruppen. In der Tat bringen die verzweigten Polymere Seitengruppen mit einer hohen Dichte und einer heterogenen Verteilung (die Seitengruppen besitzen verschiedene Richtungen) in einem bestimmten Volumen mit sich.
Die Art der Kohlenwasserstoffgruppe, die in der vorliegenden Erfindung verwendet wird, unterliegt keinen besonderen Einschränkungen, aber umfasst unsubstituierte Kohlenwasserstoffgruppen als auch jede Art einer substituierten Kohlenwasserstoffgruppe. Folglich ist der Begriff Kohlenwasserstoffgruppe nicht auf Gruppen beschränkt, die nur aus Kohlenstoff- und Wasserstoffatomen bestehen, sondern erstreckt sich auch auf Gruppen, die auch andere Substituenten enthalten, wie z. B. einen Halogensubstituenten oder eine Estergruppe.
Eine Brenzcatechin-Gruppe gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst eine 1,2-Dihydroxybenzol-Gruppe und irgendeine substituierte 1,2-Dihydroxybenzol-Gruppe, wie z. B. eine Dopamin-Gruppe oder eine Nitrodopamin-Gruppe.
Der Begriff ”Ankergruppe, die eine Amingruppe umfasst,” umfasst gemäß der vorliegenden Erfindung auch Polyaminabgeleitete Ankergruppen. Folglich kann in der vorliegenden Erfindung eine derartige Ankergruppe eine Struktureinheit enthalten, die von einem Polyamin abgeleitet ist, d. h., aus einer Verbindung, die mehr als eine terminale Aminogruppe enthält und gegebenenfalls eine oder mehrere sekundäre und/oder tertiäre Aminogruppen enthält.
Wie oben dargelegt, umfasst die funktionalisierende Gruppe F das verzweigte Polymer. Vorzugsweise besteht die funktionalisierende Gruppe F aus dem verzweigten Polymer, d. h., sie enthält zusätzlich zu dem verzweigten Polymer keine weitere Gruppe.
Besonders gute Ergebnisse bezüglich der Schmierung werden insbesondere erhalten, wenn die wenigstens eine der Seitengruppen eine C2-18-Kohlenwasserstoffgruppe, vorzugsweise eine C4-17-Kohlenwasserstoffgruppe, besonders bevorzugt eine C6-16-Kohlenwasserstoffgruppe und am meisten bevorzugt eine C8-14-Kohlenwasserstoffgruppe ist.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, dass wenigstens 50%, vorzugsweise wenigstens 80%, besonders bevorzugt wenigstens 90% und am meisten bevorzugt alle Seitengruppen eine Kohlenwasserstoffgruppe sind, wobei die Kohlenwasserstoffgruppen vorzugsweise C1-20-Kohlenwasserstoffgruppen, besonders bevorzugt C2-18-Kohlenwasserstoffgruppen, weiterhin bevorzugt C4-17-Kohlenwasserstoffgruppen, noch mehr bevorzugt C6-16-Kohlenwasserstoffgruppen und am meisten bevorzugt C8-14-Kohlenwasserstoffgruppen sind.
In Abhängigkeit von den gewünschten Eigenschaften des Mittels kann die wenigstens eine Seitengruppe eine unsubstituierte Kohlenwasserstoffgruppe, d. h., eine Kohlenwasserstoffgruppe, die ausschließlich C-H-Bindungen umfasst, oder eine substituierte Kohlenwasserstoffgruppe sein. Im Prinzip können alle substituierten Kohlenwasserstoffgruppen verwendet werden, wobei besonders gute Ergebnisse erhalten werden, wenn die substituierte Kohlenwasserstoffgruppe eine Alkylester-Gruppe und vorzugsweise eine unsubstituierte Alkylester-Gruppe ist. Die Mittel mit derartigen Gruppen sind insbesondere geeignet, die Schmiereigenschaften der Oberfläche des Gegenstands zu verbessern.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird die Kohlenwasserstoffgruppe ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Alkyl-Gruppen, Alkenyl-Gruppen, Alkinyl-Gruppen, Aryl-Gruppen, Alkylaryl-Gruppen, Arylalkyl-Gruppen, Alkenylaryl-Gruppen, Arylalkenyl-Gruppen, Alkynylaryl-Gruppen, Arylalkinyl-Gruppen, Alkylester-Gruppen, Alkenylester-Gruppen, Alkinylester-Gruppen, Arylester-Gruppen, Alkylarylester-Gruppen, Arylalkylester-Gruppen, Alkenylarylester-Gruppen, Arylalkenylester-Gruppen, Alkynylarylester-Gruppen, Arylalkinylester-Gruppen und eine beliebige Kombination von zwei oder mehr der vorgenannten Gruppen. Alle Alkyl-Gruppen, Alkenyl-Gruppen und Alkinyl-Gruppen können linear, verzweigt oder zyklisch sein.
Vorzugsweise ist die Kohlenwasserstoffgruppe eine Alkylester-Gruppe und mehr bevorzugt eine lineare Alkylester-Gruppe.
Nicht einschränkende Beispiele für Alkylester-Gruppen sind Kohlenwasserstoffgruppen, die aus der Gruppe bestehend aus Acrylatestern, Methacrylatestern, Styrol-Derivaten mit wenigstens einer Alkyl-Gruppe, die an den aromatischen Ring angehängt sind, und irgendeiner Kombination von zwei oder mehr der vorstehend genannten Gruppen ausgewählt werden.
Alternativ zu der oben genannten Alkylester-Gruppe kann es für eine bestimmte Anwendung bevorzugt sein, dass die Kohlenwasserstoffgruppe eine Arylalkyl- oder eine Alkylaryl-Gruppe und noch bevorzugter eine lineare Arylalkyl- oder eine lineare Alkylaryl-Gruppe ist.
Insbesondere ist es bei dem Mittel gemäß der vorliegenden Patentanmeldung, das die Schmiereigenschaften einer Oberfläche eines Gegenstands verbessert, besonders bevorzugt, dass das verzweigte Polymer einen bestimmten Umfang besitzt, nämlich dass es 50 bis 500, vorzugsweise 100 bis 450, mehr bevorzugt 150 bis 400, noch mehr bevorzugt 200 bis 350 und am meisten bevorzugt 220 bis 300 Seitengruppen umfasst.
In dieser Ausführungsform sind alle Seitengruppen die gleichen oder verschieden und vorzugsweise C6-20-Kohlenwasserstoffgruppen, mehr bevorzugt C8-18-Kohlenwasserstoffgruppen, noch mehr bevorzugt C10-16-Kohlenwasserstoffgruppen und am meisten bevorzugt C11-14-Kohlenwasserstoffgruppen.
Alle der oben genannten Kohlenwasserstoffgruppen sind vorzugsweise unsubstituierte Kohlenwasserstoffgruppen oder Alkylester-Gruppen.
Insbesondere ist es bei dem Mittel gemäß der vorliegenden Patentanmeldung, das die Schmiereigenschaften einer Oberfläche eines Gegenstands verbessert, besonders bevorzugt, dass das verzweigte Polymer ein bestimmtes Volumen besitzt, nämlich dass es eine Trockendicke von 50 bis 2000 nm und bevorzugter zwischen 200 und 1000 nm der Polymerbürsten besitzt, um die Verschleißfestigkeit zu verbessern.
Als Schmiermittel, das z. B. durch Quellen in das Mittel aufgenommen wird, können alle bekannten Schmiermittel verwendet werden. Nicht einschränkende Beispiele sind deshalb ionische Flüssigkeiten, Mineralöle, pflanzliche Öle, tierische Öle, synthetische Öle, Fette, Wachse, Polyolester, Neutralöle, Vaseline oder dergleichen.
Um eine ausreichend dicke Schicht zu schaffen, um die gewünschten Eigenschaften der modifizierten Oberfläche bereitzustellen, besitzt das Mittel gemäß der vorliegenden Erfindung vorzugsweise eine bestimmte Länge. Dementsprechend ist es bevorzugt, dass die Länge der Hauptkette des Mittels in einem Bereich von 10 bis 300 nm, bevorzugter von 50 bis 250 nm, noch mehr bevorzugt von 100 bis 200 nm und am meisten bevorzugt von 120 bis 180 nm liegt.
Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung besitzt wenigstens eine der Seitengruppen des verzweigten Polymers der funktionalisierenden Gruppe F wenigstens eine funktionale Gruppe, die zur Vernetzung mit einem weiteren Molekül des Mittels, das die allgemeine Formel (1) besitzt, imstande ist. Eine derartige Vernetzung verbessert die Verschleißfestigkeit des verzweigten Polymers und ist folglich besonders bevorzugt. Wenn mehrere Vernetzungsgruppen in dem verzweigten Polymer vorhanden sind, können diese Vernetzungsgruppen statistisch über das Molekül verteilt sein oder können in Blöcken verteilt sein.
Um eine ausreichende Vernetzungsdichte zu erreichen, ist es bevorzugt, dass das verzweigte Polymer wenigstens einen Block umfasst, der wenigstens 5 und bevorzugter wenigstens 10 Seitengruppen umfasst, wobei wenigstens 2 dieser Seitengruppen jeweils wenigstens eine funktionale Gruppe umfassen, die zur Vernetzung mit einem weiteren Molekül des Mittels, das die allgemeine Formel (1) besitzt, imstande ist.
Alternativ und noch mehr bevorzugt enthält das verzweigte Polymer wenigstens einen weiteren Block, der wenigstens 5 und vorzugsweise wenigstens 10 Seitengruppen umfasst, wobei alle Seitengruppen dieses wenigstens einen weiteren Blocks keine funktionalen Gruppen enthalten, die zur Vernetzung mit einem anderen Molekül des verzweigten Polymers imstande sind.
Alternativ und noch mehr bevorzugt enthält das verzweigte Polymer zwei der weiteren Blöcke, von denen jeder wenigstens 5 und vorzugsweise wenigstens 10 Seitengruppen umfasst, wobei alle Seitengruppen dieser weiteren Blöcke keine funktionalen Gruppen enthalten, die zur Vernetzung mit einem anderen Molekül des verzweigten Polymers imstande sind, wobei der Block, der wenigstens 5 und vorzugsweise wenigstens 10 Seitengruppen umfasst, wobei wenigstens 2 dieser Seitengruppen jeweils wenigstens eine funktionale Gruppe umfassen, die zur Vernetzung mit einem weiteren Molekül des Mittels, das die allgemeine Formel (1) besitzt, imstande ist, zwischen den beiden weiteren Blöcken angeordnet ist.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Gegenstand, der ein Substrat umfasst, das wenigstens eine Oberfläche besitzt, wobei wenigstens eine der wenigstens einen Oberfläche mit dem oben erwähnten Mittel überzogen ist.
Um ein festes Anhaften des Mittels auf der Oberfläche zu bewirken, wird wenigstens eine der Ankergruppen der Moleküle des Mittels, das die allgemeine Formel (1) besitzt, auf der Oberfläche des Substrats gebunden. Selbst wenn eine physikalische Bindung oder eine Bindung über ionische Gruppen möglich ist, ist es bevorzugt, dass wenigstens eine der Ankergruppen der Moleküle des Mittels, das die allgemeine Formel (1) besitzt, kovalent an die Oberfläche des Substrats gebunden ist.
Im Prinzip kann das Mittel gemäß der vorliegenden Erfindung auf jedes Substrat gebunden werden. Nicht einschränkende Beispiele für geeignete Substratmaterialien sind jene, die aus der Gruppe ausgewählt sind bestehend aus Silicium, diamantähnlichem Kohlenstoff, Siliciumcarbid, Saphir, Stahl, metallisch überzogenem Stahl, vernickeltem Stahl, Rubin, Aluminiumoxid, Eisenoxid, einer Magnesiumlegierung, Siliciumoxid, Nioboxid, Titanoxid, einem Polymer und einer beliebigen Kombination von zwei oder mehr der vorgenannten Materialien.
Natürlich bestimmt die Art der Ankergruppe das Anhaften des Mittels gemäß der vorliegenden Erfindung auf dem spezifischen Substrat, so dass die Ankergruppe in Abhängigkeit von dem Substratmaterial gewählt werden muss. Gute Ergebnisse für die Substrate, die aus Silizium, Siliziumcarbid, Saphir und diamantähnlichem Kohlenstoff bestehen, werden z. B. mit einer Ankergruppe, die eine Silan-Gruppe enthält, erhalten, wohingegen ein geeignetes Beispiel für eine Ankergruppe für Substrate, die aus Stählen, Metallen, Rubin, Aluminiumoxid und Eisenoxid bestehen, eine Nitrodopamin-Gruppe ist. Außerdem sind Phosphat-Gruppen und Phosphonat-Gruppen geeignete Ankergruppen, insbesondere für Substrate, die aus Magnesiumlegierungen bestehen, wobei Carbonsäure-Gruppen geeignete Ankergruppen insbesondere für Substrate sind, die aus Stahl und Eisenoxiden bestehen, Polyamin-Gruppen geeignete Ankergruppen insbesondere für Substrate sind, die aus den Oxiden des Siliziums, des Niobs, des Titans und/oder des Aluminiums bestehen, und Thiol-Gruppen geeignete Ankergruppe insbesondere für Materialien sind, die aus Gold bestehen.
Das verzweigte Polymer kann auch mit einer oberflächeninitiierten oxygen-Tolerant ARGET ATRP-Synthese hergestellt werden.
ARGET ATRP Polymerisationsreaktionen wurden abhängig vom Substrattyp unter Verwendung nur von CuBr₂ und nie auf Fe-basierten Salzen ausgeführt. Um eine wohldefinierte (beschränkte) Menge der Luft in Kontakt mit der Lösung zu erhalten, bevor irgendwelche flüssigen Reagenzien hinzugefügt werden, wird der initiator-funktionalisierte Wafer in einen Reaktionskolben (20 ml Schlenkrohr, kleiner 5-ml-Rundkolben oder 20-ml-Vail mit flachem Boden) gegeben, der dann mit einem Gummi-Septum abgedichtet wird.
Die festen Reagenzien, CuBr₂ (5 mg, 0,022 mmol) und 4,4'-Dinonyl-2,2'-Bipyridin (44 mg, 0,11 mmol) wurden in einen 100-ml-Kolben eingegeben, der mit einem Schlenk verbunden ist. Danach wurde die Luft durch das Anlegen von drei Zyklen von Vakuum und Auffüllen mit Stickstoff entfernt – dies wurde getan, um die Kontrolle über das Verhältnis von Sauerstoff und Reduktionsmittel, die in dem System vorhanden sind, zu erlangen. Das Vakuum wird jeweils für mindestens 2 Minuten gepumpt. Ferner wurden 19 ml eines inhibitorfreien Monomers (Dodecylmethacrylat) zu einem dicht verschlossenen Kolben (einfach durch eine Spritze von der Monomerflasche) hinzugefügt und bei 110°C für mindestens 5 Minuten kräftig gerührt, bis die Mischung hellviolett erscheint und der Ligand vollständig gelöst ist. Um die Injektion des viskosen Reduktionsmittels (Sn(Ethylhexanoat)2, 1,4 ml, 4,34 mmol) in den abgedichteten Reaktionskolben zu erleichtern, wird es mit 2,3 ml ultratrockenem Anisol (99,7% wasserfrei, Sigma Aldrich) in einem (nicht abgedichteten) separaten Glasbehälter verdünnt.
Die Reduktionsmittel-Lösungsmittel-Lösung wird dann in die heiße Mischung aus Monomer, CuBr₂ und Liganden injiziert, und in diesem Moment wird die komplette Reaktionsmischung erhalten. Nach maximal 5 Minuten kräftigem Rühren bei 110°C wird dann das gewünschte Volumen der hellgelbbraunen flüssigen Lösung in den geschlossenen Reaktionskolben übertragen, der die initiator-funktionalisierten Wafer enthält.
Es gibt zwei Varianten, wie die Reaktion durchgeführt wurde: mit Kolben, die das Substrat enthalten und die mit Luft gefüllt sind (einfacher) oder die mit Stickstoff gefüllt sind (was den Atmosphärenaustausch durch Vakuum-Stickstoff-Zyklen erfordert). Wenn der Reaktionskolben nicht mit der Schlenk-Linie verbunden ist, wird ein leerer Ballon mit dem Kolben verbunden, der sich ausdehnen kann und ein zusätzliches Gasvolumen aufnehmen kann, ohne zusätzliche Luft in den Kolben zuzulassen.
Alle Flüssigkeitsübertragung wird vorzugsweise mit oxygenierten Spritzen (nur aus der Verpackung entfernt) ausgeführt. Außerdem, in bevorzugter Weise, wenn die Reaktion in Reaktionskolben ausgeführt wird, die mit der Schlenk-Linie verbunden sind, durchlaufen die Wafer die Vakuum-Stickstoff-Zyklen, um eine inerte Atmosphäre während der weiteren Reaktion bereitzustellen. In diesem Fall wird kein leerer Ballon benötigt, um einen Überdruck aufzunehmen.
Beim Arbeiten mit Reaktionsgläsern mit flachem Boden wird eine bessere Homogenität des Überzugs erzielt, wenn die Wafer auf dem Kopf stehend angeordnet werden, dies bedeutet, mit zum Boden des Reaktionsglases zeigendem funktionalisiertem Bereich.
Im Prinzip kann die Pfropfpolymerisation nach irgendeiner Technik ausgeführt werden, die einem Fachmann auf dem Gebiet bekannt ist. Es werden jedoch besonders gute Ergebnisse erhalten, wenn die Pfropfpolymerisation als eine Atom Transfer Radicalpolymerisation durchgeführt wird.
Aufgrund seiner vorteilhaften Eigenschaften, die oben beschrieben sind, kann das Mittel nach der vorliegenden Erfindung im Maschinenbau, vorzugsweise in der Feinmechanik und am meisten bevorzugt in dem Großuhr- und/oder Kleinuhrherstellungssektor verwendet werden.
Zurückzuführen auf dieselben Gründe kann außerdem der Gegenstand gemäß der vorliegenden Erfindung im Maschinenbau, vorzugsweise in der Feinmechanik und am meisten bevorzugt im Uhrenbau verwendet werden.
Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung anhand von Beispielen, die die vorliegende Erfindung veranschaulichen, aber nicht einschränken sollen, näher beschrieben.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden deutlicher beim Lesen der folgenden ausführlichen Beschreibung, die unter Bezugnahme auf die beigefügten Abbildungen angefertigt wurde, die nichts Einschränkendes angeben und worin:
1 eine schematische Darstellung einer durch Polymerbürsten unterstützten Schmierung ist;
2–3 graphische Darstellungen sind, die den positiven Einfluss der Quellkonfiguration im Vergleich zu der unbehandelten Oberfläche für ein Schmiermittel des Estertyps zeigen;
4–7 graphische Darstellungen sind, die den positiven Einfluss der Quellkonfiguration im Vergleich zu der unbehandelten Oberfläche hinsichtlich verschiedener Schmiermittel des Alkantyps zeigen;
8–9 graphische Darstellungen sind, die den positiven Einfluss der Quellkonfiguration im Vergleich zu der unbehandelten Oberfläche hinsichtlich eines üblichen Schmiermittels der Uhrmacherei zeigen.
Ausführliche Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
Dimethylchlorsilan (Aldrich Feinchemikalien, 98%), 10-Undecen-1-ol, (Aldrich Feinchemikalien, 98%), 2-Brom-2-Methylpropionyl-Bromid (Acros Organics, 98%) und Chloridoplatinsäure-Hexahydrat (ABCR Deutschland 99,9%), die für die Initiatorsynthese verwendet werden, wurden verwendet, wie von den Lieferanten erhalten.
150 ml jedes der Monomere n-Hexylmethacrylat (Aldrich Feinchemikalien, 98%), Laurylmethacrylat (Acros Organics, 96%) und Stearylmethacrylat (TCI Deutschland GmbH, > 95%) wurde von dem Paramethoxyphenol-Inhibitor durch das Leiten durch eine Aluminiumoxidsäule (Aluminiumoxid B, Säulendurchmesser 25 mm, Höhe ca. 15 cm, Elutionsmittel: Pentan, Schwerkraft) gereinigt. Nach der Entfernung des Elutionsmittels im Vakuum wurden die erhaltenen gereinigten Monomere bei –20°C in dicht verschlossenen Vails unter Inertgas gelagert und üblicherweise innerhalb von weniger als 2 Wochen nach der oben erwähnten Reinigung für die Synthese verwendet.
4,4'-Dinonyl-2,2'-Bipyridin (dNbpy, Aldrich Feinchemikalien, 97%), Anisol (Acros Organics, 99%) und Kupfer(II)-Bromid (Sigma Aldrich, 99%) wurden verwendet, wie sie erhalten wurden. Kupfer(I)-Bromid (Aldrich Feinchemikalien, 5 N) wurde durch das Waschen in Eisessig gereinigt. Deshalb wurden 4 g CuBr in 400 ml Essigsäure suspendiert, wobei die resultierende Mischung über Nacht bei Raumtemperatur gerührt wurde. Danach wurde das CuBr durch Filtration unter Verwendung von Filterpapier getrennt, anschließend mit Methanol und Diethylether gewaschen und unter Vakuum getrocknet. Das so erhaltene CuBr wurde unter Inertgas bei Raumtemperatur gelagert.
Die Synthese des 11-(2-Brom-2-Methyl-Propionyl)-Dimethylchlorsilan-Initiators (BPCS) mit einer Dimethylchlorsilan-Ankergruppe wurde nach einem von Sanjuan (Lang-muir 2007, 23, 5769–5778, Sanjuan u. a.) beschriebenen zwei-Schritt-Protokoll durchgeführt.
Zu 10,7 ml des 10-Undecen-1-ol in 50 ml trockenem Tetrahydrofuran (Sigma Aldrich, 99%) wurden 9 ml (60 mmol) Triethylamin (Sigma Aldrich, 99,5%) hinzugefügt, gefolgt von einer tropfenweisen Zugabe einer Lösung von 7 ml 2-Brom-2-Methylpropionyl-Bromid in 20 ml trockenem Tetrahydrofuran. Die Mischung wurde unter Inertgas für 24 Stunden gerührt und verdünnt mit 100 ml Hexan, zweimal gewaschen mit 100 ml 2 M HCl (hergestellt durch das Hinzufügen von 42 ml 37% HCl zu 208 ml H₂O) zweimal gewaschen mit 100 ml Reinstwasser 4-mal gewaschen. Die organische Phase wurde abgetrennt und über Magnesiumsulfat für 60 Minuten getrocknet, bevor sie unter Verwendung eines Filterpapiers filtriert und bei 40°C bei 130 mbar konzentriert wurde. Das erhaltene Rohprodukt wurde gereinigt durch das Leiten durch eine Silica-Säule (Silicagel 60, Durchmesser 80 mm, Höhe ca. 27 cm, Elutionsmittel: 1,5 l Dichlormethan, Schwerkraft) gereinigt. Nach Entfernung des Elutionsmittels im Vakuum wurde 10-Undecen-1-yl-2-Brom-2-Methylpropionat als ein farbloses öliges Produkt erhalten, das unter Inertgas bei 4°C bis zu dem im Folgenden beschriebenen zweiten Schritt gelagert wurde.
In dem zweiten Reaktionsschritt wurden 2,54 g des im vorhergehenden Schritt erhaltenen 10-Undecen-1-yl-2-Brom-2-Methylpropionat zu 10 mg Chloridoplatinsäure-Hexahydrat und 7,93 ml Dimethylchlorsilan hinzugefügt. Die so erhaltene Mischung wurde über Nacht im Dunkeln unter Inertgas gerührt und durch einen Siliciumdioxid-Pfropfen ohne die Verwendung eines zusätzlichen Lösungsmittels gefiltert. Der Überschuss des nicht zur Reaktion gebrachten Silans wurde durch das Trocknen unter Vakuum für 24 Stunden entfernt.
Der erhaltene 11-(2-Brom-2-Methyl-Propionyl)-Dimethylchlorsilan-Initiator (BPCS) wurde bei –20°C in einem mit einem Inertgas gefüllten und mit einem Parafilm verschlossenen Behälter bei –20°C gelagert.
Beispiel 1
(i) Binden des Initiators auf eine Silicium-Oberfläche
Die Silicium-Gegenstände (P/B <100>, Si-Mat Wafers, Deutschland) wurden 3-mal mit Isopropanol im Ultraschallbehandlungsbad gewaschen und für 30 Minuten in einem UV-Ozon-Reiniger (UV/Ozone ProCleaner^TM und ProCleaner^TM Plus, IA, USA) behandelt. Die so erhaltenen gereinigten Gegenstände wurden sofort in eine 10-mM-Lösung des BPCS-Initiators in frisch destilliertem Toloul getaucht und unter einer inerten Atmosphäre für 24 Stunden inkubiert. Dem folgte das fünfmalige Waschen in Toluol, das durch das Eintauchen in fünf verschiedene Toluol-Bäder für ein paar Minuten und während des Eintauchens in das letzte der fünf Bäder eine kurze Ultraschallbehandlung für 20 Sekunden, um schwach gebundene Moleküle zu entfernen, und das endgültige Spülen mit Isopropanol durchgeführt wurde. Die so hergestellten Proben wurden mit einem Stickstoffstrom getrocknet und unter einer inerten Atmosphäre im Dunkeln in einem mit einem Parafilm abgeschlossenen Kasten gelagert, bevor sie innerhalb von sieben Tagen verwendet wurden.
Die nach dem vorhergehenden Protokoll erhaltene BPCS-Initiator funktionalisierte Silicium-Oberfläche wurde durch eine Messung des statischen Kontaktwinkels (CA) charakterisiert. Diese Messung wurde an einer an einer UV-/ozongereinigten ultrahydrophilen Silicium-Oberfläche adsorbierten BPCS-Schicht ausgeführt, wobei die UV-/ozongereinigte ultrahydrophile Silicium-Oberfläche, bevor sie in die Lösung des BPCS-Initiators eingetaucht wurde, einen anfänglichen Kontaktwinkel von unter 3° hatte, wobei sich ein Kontaktwinkel von 77° ± 2° ergab.
Die Dicke der BPCS-Schicht wurde unter Verwendung eines spektroskopischen Ellipsometers mit variablem Winkel (VASE) (M-2000F, LOT Oriel GmbH, Darmstadt, Deutschland) als 1,8 ± 0,1 nm bestimmt. Die ellipsometrischen Messdaten wurden bei drei verschiedenen Einfallswinkeln 65°, 70° und 75° gesammelt, wobei die einfallende Wellenlänge zwischen 995 und 370 nm variiert wurde. Die erhaltenen Dickenwerte sind ein Ergebnis einer Anpassung an ein Drei-Schichten-Modell Si-Jellium/SiO₂/Cauchy, das in der WVASE32-Software (LOT Oriel GmbH, Darmstadt, Deutschland) definiert ist.
(ii) Pfropf-Atom-Transfer-Radical-Polymerisation von Laurylmethacrylat.
Die Polymerisationsreaktionen wurden in einer sauerstofffreien Schlenk-Linie unter Inertgas ausgeführt. Bei Umgebungsbedingungen wurden 19 ml (16,5 g) Laurylmethacrylat, 2,1 ml Anisol und 280 mg dNbpy in einen Kolben hinzugefügt, der mit einem Gummi-Septum verschlossen wurde. Nach dem Rühren und dem Lösen des Liganden wurde die resultierende Lösung vier Gefrier-Pump-Auftau-Zyklen unterworfen, bevor sie in einen zweiten Kolben, der 62 mg Kupfer(I)-Bromid und 15 mg Kupfer(II)-Bromid unter einer Inertatmosphäre enthält, überführt wurde. Die erhaltene Lösung wurde 5 Minuten lang unter Erhitzen mit einem heißen Ölbad mit einer Temperatur von 110°C gerührt, um eine dunkelbraune homogene Mischung zu erzielen. 4 ml dieser Mischung wurden zu der im Schritt (i) vorbereiteten Probe des BPCS-modifizierten Silicium-Gegenstands, der in einem 20-ml-Schlenk-Rohr unter einer inerten Atmosphäre angeordnet ist, unter Verwendung einer sauerstofffreien Spritze übertragen. Die Reaktion wurde während drei Stunden unter einer inerten Atmosphäre bei 110°C gehalten. Die Reaktion wurde durch Einwirkung von Luftatmosphäre und der Zugabe von Toluol abgeschreckt, wobei der erhaltene Gegenstand, d. h., ein Silicium-Substrat, auf dessen Oberfläche mittels eines Silan-Anteils das aus der vorgenannten Reaktion entstandene Polymer befestigt ist, das aus der Mischung abgetrennt wurde.
(iii) Reinigung
Der in dem vorhergehenden Schritt (ii) erhaltene Gegenstand wurde einer Reinigung unterworfen, um das nicht gebundene Material zu entfernen. Die Reinigung kann durch das Eintauchen des erhaltenen Gegenstands in Dichlormethan für 15 Minuten unter Ultraschallbehandlung durchgeführt werden, was alles in allem dreimal durchgeführt wurde, bevor der Artikel getrocknet war. Alternativ kann eine andere Art der Reinigung durchgeführt werden.
Die Dicke der an die Oberfläche gebundenen Polymerbeschichtung wurde unter Verwendung eines spektroskopischen Ellipsometers mit variablem Winkel (VASE) (M-2000F, LOT Oriel GmbH, Darmstadt, Deutschland) zwischen 200 und 350 nm bestimmt.
Beispiel 2
Es wurde der Methode des Beispiels 1 gefolgt, außer, dass in Schritt (ii) 19 ml (16,8 g) n-Hexylmethacrylat, 2,1 ml Anisol, 425 mg dNbpy, 94 mg Kupfer(I)-Bromid und 23 mg Kupfer(II)-Bromid verwendet wurden.
Die Dicke der oberflächengebundenen Polymerbeschichtung wurde gemäß dem Verfahren des Beispiels 1 als zwischen 50 und 150 nm bestimmt.
Beispiel 3
Es wurde der Methode des Beispiels 1 gefolgt, außer, dass in Schritt (ii) 18,9 ml (16,3 g) Stearylmethacrylat, 4,7 ml Anisol, 208 mg dNbpy, 46 mg Kupfer(I)-Bromid und 11 mg Kupfer(II)-Bromid verwendet wurden.
Die Dicke der oberflächengebundenen Polymerbeschichtung wurde gemäß dem Verfahren des Beispiels 1 als zwischen 150 und 250 nm bestimmt.
1 zeigt typische Polymerbürsten, die aus einem Silan-Anker und Methacrylat-Resten bestehen.
Die 2–3 sind graphische Darstellungen, die den positiven Einfluss der Quellkonfiguration im Vergleich zu der unbehandelten Oberfläche für ein Schmiermittel des Estertyps (Moebius HP500; 500 cSt/20°) zeigen. Die Kontaktflächen sind Glas u. Silicium, wobei das Polymer auf beiden Oberflächen (mit einer Dicke von 250 nm im trockenen Zustand) der Typ des Beispiels 1 ist.
2 zeigt den positiven Einfluss der Quellkonfiguration im Vergleich zu der unbehandelten Oberfläche. Bei niedrigen Geschwindigkeiten (< 1 cm/s) ist durch den Ausstoß des eingeschlossenen Schmiermittels in den gepfropften Polymeren wird das Grenzschmierregime aufgehoben. Dieses Phänomen (das Vertreiben des Schmiermittels, wenn die Polymere einem Druck unterworfen werden) verhindert das Ineinandergreifen der Oberflächenunebenheiten. Bei höherer Geschwindigkeit (> 1 cm/s) ist die Rolle der quellenden Polymere durch die Rolle des Schmiermittels bei der Oberflächentrennung minimiert. Die Scherung ist von dem Bereich der Polymere weggenommen, um innerhalb des Schmiermittels nur stattzufinden.
In anderer Weise, den positiven Einfluss der quellenden Polymere vorzubringen, ist die Verringerung des Reibungskoeffizienten im Vergleich zur Konfiguration der unbehandelten Oberfläche mit der Geschwindigkeit graphisch darzustellen (siehe 3). Wie erwartet, ist die Verbesserung mit ausreichenden Geschwindigkeiten ”niedrig”, weil die Polymere fernab von der tribologischen Wirkung sind, die innerhalb des Schmiermittels stattfindet (Scherung). Die Erhöhung der Leistungen tritt bei niedrigen Geschwindigkeiten (< 1 cm/s) auf, wo die Verringerung der Reibung 95% erreichen kann.
Für dieses Schmiermittel der Esterfamilie üben die quellenden Polymere eine positive tribologische Rolle aus auf die Reibung bei niedrigen Geschwindigkeiten (< 1 cm/s), indem sie die negative Grenzschmierung aufheben. In Bezug auf Verschleiß wird erwartet, gar keinen zu sehen, aufgrund der vollständigen Trennung der Oberflächen von dem Ausstoß des Schmiermittels, wenn die Polymere unter Druck gesetzt werden.
Die 4–7 sind Diagramme von Alkanen niedriger Viskosität: Hexadekan (5 cSt/20°) und Vaselinol (36 cSt/20°). Im Fall der Schmiermittel mit niedriger Viskosität sehen die Ergebnisse der Verwendung der quellenden Polymere über einen breiteren Bereich von Geschwindigkeiten noch deutlicher aus. Niedrige Schmiermittel besitzen eine schlechte Fähigkeit, die Oberflächen effizient zu trennen. Dies führt zu zufälligen Reibungskoeffizienten (in der Regel hoch, aber nicht immer). Die Quellkonfiguration kann die Reibungskoeffizienten in einem großen Bereich der Geschwindigkeiten bei niedrigen Werten stabilisieren. Die Oberflächen werden gut getrennt, wobei die geringere Viskosität niedrige Scherkräfte, d. h., eine niedrige Reibung, ermöglicht. Erneut führt die Verwendung der Polymere zu besseren tribologischen Leistungen, selbst für Schmiermittel mit niedriger Viskosität, wo die Reibung über einen großen Bereich der Geschwindigkeiten niedrig gehalten werden kann.
Die 8–9 sind Diagramme, die auf die Tests des horologischen Schmiermittels Moebius 9010 (150 cSt/20°) bezogen sind. Es ist ersichtlich, dass die Quellwirkung vorhanden ist, da sie bei einem sehr niedrigen Reibungskoeffizienten, der zwischen 0,007 und 0,03 liegt, auftritt.
Das erste Ziel der im Schmiermittel quellenden Polymere besteht darin, eine Supraschmierung (Reibungskoeffizienten unter 0,05, kein erkennbarer Verschleiß) durch das Freiwerden der richtigen Menge an (innerhalb seiner Matrix eingeschlossenen) Schmiermittel innerhalb des Kontakts zu erreichen. Ihre zweite Aufgabe (als Teil der ersten) ist es, das Grenzschmiersystem zu unterdrücken, das klassischerweise entweder bei einer niedrigen Viskosität des Schmiermittels, hohen Drücken oder niedrigen Geschwindigkeiten (oder einer Kombination dieser Faktoren) erhalten wird.
In dieser Hinsicht sind beide Ziele erreicht worden. Die Schmiermittel aus den Alkan- und Esterfamilien und die klassischen horologischen Schmiermittel sind erfolgreich getestet worden. Diese Ergebnisse machen die vorliegende Erfindung zu einem geeigneten Kandidaten für eine Uhrmachereianwendung, um den Wirkungsgrad und die Zuverlässigkeit der Uhrwerke zu erhöhen.
Die Verwendung von Schmiermitteln mit niedrigerer Viskosität, wie z. B. Hexadekan oder Vaselinol, hat die besten Reibungskoeffizienten (< 0,01) in einem großen Bereich der Geschwindigkeiten (von 0,01 bis 6 cm/s) ergeben. Die Kombination des richtigen Polymers (Beispiel 1) mit einer ausreichenden Dicke, um seine Zerstörung zu verhindern (hier bei 250 nm getestet), und eines kompatiblen Schmiermittels mit niedrigerer Viskosität ist der beste Kompromiss, um die Supraschmierungswirkung zu erreichen, was auch immer die Anforderungen innerhalb des Kontakts (Druck, Geschwindigkeit) sind.
Natürlich ist die vorliegende Erfindung nicht auf das veranschaulichte Beispiel beschränkt, sondern kann verschiedenen Varianten und Änderungen zugeführt werden, die für den Fachmann auf dem Gebiet offensichtlich sind. Insbesondere können die Reaktionsbedingungen hinsichtlich der verwendeten Mono- und Polymere und/oder der Ankergruppe und/oder des Vernetzungsmittels und/oder der Substrate angepasst werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Nicht-Patentliteratur

Lang-muir 2007, 23, 5769–5778, Sanjuan u. a. [0059]

Claims

Gegenstand, umfassend ein Substrat mit wenigstens einer Oberfläche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Teil der wenigstens einen Oberfläche mit einem Mittel für die Oberflächenschmierung des Gegenstands überzogen ist, das ein oder mehrere Moleküle mit der allgemeinen Formel (1) umfasst: A-F (1) wobei: A eine Ankergruppe ist, die einen Anteil umfasst, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Hydroxyl-Gruppen, Brenzcatechin-Gruppen, Phosphat-Gruppen, Phosphonat-Gruppen, Carbonsäure-Gruppen, Amin-Gruppen, Thiol-Gruppen und jeder Kombination von zwei oder mehr der oben genannten Gruppen, und F eine funktionalisierende Gruppe ist, wobei die funktionalisierende Gruppe ein verzweigtes Polymer umfasst, das eine Hauptkette und wenigstens zwei Seitengruppen besitzt, wobei wenigstens eine der Seitengruppen eine unsubstituierte C4-20-Kohlenwasserstoffgruppe oder eine substituierte C4-20-Kohlenwasserstoffgruppe ist; und dass das Mittel durch ein eingefangenes Lösungsmittel gequollen ist.
Gegenstand nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine, vorzugsweise wenigstens 50%, bevorzugter wenigstens 80%, besonders bevorzugt wenigstens 90% und am meisten bevorzugt alle Seitengruppen eine C4-20-Kohlenwasserstoffgruppe, bevorzugter eine C4-18-Kohlenwasserstoffgruppe, noch bevorzugter eine C6-16-Kohlenwasserstoffgruppe, und am meisten bevorzugt eine C8-14-Kohlenwasserstoffgruppe sind.
Gegenstand nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kohlenwasserstoffgruppe eine Alkylester-Gruppe und vorzugsweise eine lineare Alkylester-Gruppe ist.
Gegenstand nach einem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Kohlenwasserstoffgruppe aus der Gruppe ausgewählt ist bestehend aus Acrylatester, Methacrylatester, Styrol-Derivate mit wenigstens einer Alkyl-Gruppe, die an den aromatischen Ring angehängt ist, und jeder Kombination von zwei oder mehr der oben genannten Gruppen.
Gegenstand nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das verzweigte Polymer 50 bis 500, vorzugsweise 100 bis 450, mehr bevorzugt 150 bis 400, noch mehr bevorzugt 200 bis 350 und am meisten bevorzugt 220 bis 300 Seitengruppen umfasst.
Gegenstand nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das verzweigte Polymer eine Trockendicke von 50 bis 2000 nm und besonders bevorzugt zwischen 200 und 1000 nm der Polymerbürsten besitzt, um die Verschleißfestigkeit zu verbessern.
Gegenstand nach einem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass alle Seitengruppen die gleichen oder verschiedene C6-20-Kohlenwasserstoffgruppen, vorzugsweise C8-18-Kohlenwasserstoffgruppen, besonders bevorzugt C10-16-Kohlenwasserstoffgruppen und am meisten bevorzugt C11-14-Kohlenwasserstoffgruppen sind.
Gegenstand nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine der Seitengruppen wenigstens eine funktionale Gruppe besitzt, die zur Vernetzung mit einem weiteren Molekül des Mittels, das die allgemeine Formel (1) besitzt, imstande ist, wobei das verzweigte Polymer wenigstens einen Block umfasst, der wenigstens 5 und bevorzugt wenigstens 10 Seitengruppen umfasst, wobei wenigstens 2 dieser Seitengruppen jeweils wenigstens eine funktionale Gruppe umfassen, die zur Vernetzung mit einem weiteren Molekül des Mittels, das die allgemeine Formel (1) besitzt, imstande ist.
Gegenstand nach einem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das verzweigte Polymer wenigstens einen weiteren Block, der wenigstens 5 und vorzugsweise wenigstens 10 Seitengruppen umfasst, enthält, wobei alle Seitengruppen dieses wenigstens einen weiteren Blocks keine funktionalen Gruppen enthalten, die zur Vernetzung mit einem weiteren Molekül des verzweigten Polymers imstande sind, wobei das verzweigte Polymer besonders bevorzugt zwei der weiteren Blöcke, von denen jeder wenigstens 5 und vorzugsweise wenigstens 10 Seitengruppen umfasst, enthält, wobei alle Seitengruppen dieser weiteren Blöcke keine funktionalen Gruppen enthalten, die zur Vernetzung mit einem weiteren Molekül des verzweigten Polymers imstande sind, wobei der Block, der wenigstens 5 und vorzugsweise wenigstens 10 Seitengruppen umfasst, wobei wenigstens 2 dieser Seitengruppen jeweils wenigstens eine funktionale Gruppe umfassen, die zur Vernetzung mit einem weiteren Molekül des Mittels, das die allgemeine Formel (1) besitzt, imstande ist, zwischen den beiden weiteren Blöcken angeordnet ist.
Gegenstand nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Oberfläche mit dem Mittel überzogen ist, das aus einem Material besteht, das aus der Gruppe ausgewählt ist, bestehend aus Silicium, diamantähnlichem Kohlenstoff, Siliciumcarbid, Saphir, Stahl, metallüberzogenem Stahl, vernickeltem Stahl, Rubin, Aluminiumoxid, Eisenoxid, einer Magnesiumlegierung, Siliciumoxid, Nioboxid, Titanoxid, einem Polymer und jeder Kombination von zwei oder mehr der oben genannten Materialien.
Gegenstand nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das eingefangene Lösungsmittel ionische Flüssigkeiten, Mineralöle, pflanzliche Öle, tierische Öle, synthetische Öle, Fette, Wachse, Polyolester, Neutralöle oder Vaseline und jeder Kombination von zwei oder mehr der oben genannten Materialien enthält.
Zeitmessgerät, umfassend einen Gegenstand nach einem der Ansprüche 1 bis 11.