的高分子量。
[0052] 然而,潤(rùn)滑劑中長(zhǎng)的、重的PFPE骨架雖然不太傾向于蒸發(fā),但是可產(chǎn)生潛在的磁 頭-介質(zhì)間隙問(wèn)題。例如,在兩個(gè)末端處束縛至表面的長(zhǎng)的高分子量的PFPE骨架具有可允 許PFPE骨架的一部分(例如中間部分)由表面上升并與位于上方的磁頭相互作用的多自 由度。而且,長(zhǎng)的、重的PFPE骨架可導(dǎo)致潤(rùn)滑劑厚度過(guò)大(例如約1.3nm)而無(wú)法實(shí)現(xiàn)小的 HMS0
[0053] 解決在揮發(fā)性和高分子量(顯示自身作為長(zhǎng)的自由的PFPE骨架長(zhǎng)度)之間的折 衷的一種方案可包括多齒潤(rùn)滑劑的使用。圖2A提供根據(jù)一種實(shí)施方式的多齒潤(rùn)滑劑200的 簡(jiǎn)化表示。如在圖2A中所示的,多齒潤(rùn)滑劑200包括兩個(gè)末端鏈段202,其各自可具有相同 或不同的分子結(jié)構(gòu);兩個(gè)PFPE骨架204,其各自可具有相同或不同的分子結(jié)構(gòu);和內(nèi)部連接 鏈段206。根據(jù)在圖2A中說(shuō)明的實(shí)施方式,各PFPE骨架204在一個(gè)末端具有末端鏈段202 并在相反的末端具有內(nèi)部連接鏈段206。
[0054] 在一些方案中,末端和內(nèi)部連接鏈段202、206可具有相同或不同的分子結(jié)構(gòu)。另 外,末端和/或內(nèi)部連接鏈段202、206可各自包括配置為結(jié)合至表面的一個(gè)或多個(gè)反應(yīng)性 官能團(tuán)。在具體方案中,在末端和/或內(nèi)部連接鏈段202、206中存在的一個(gè)或多個(gè)反應(yīng)性 官能團(tuán)各自可獨(dú)立地選自由如下構(gòu)成的組:羥基、胡椒基、胺基、羧酸、磷腈基及其組合。在 其中多齒潤(rùn)滑劑200的PFPE骨架204可通過(guò)在末端鏈段202和內(nèi)部連接鏈段206兩者中 存在的一個(gè)或多個(gè)反應(yīng)性基團(tuán)束縛至表面的方案中,與具有僅在末端鏈段中存在的一個(gè)或 多個(gè)反應(yīng)性官能團(tuán)的相當(dāng)分子量的潤(rùn)滑劑(參見(jiàn)例如圖IA的潤(rùn)滑劑100)相比,多齒潤(rùn)滑 劑200可提供更好的間隙性質(zhì)。
[0055] 在各種方案中,圖2A的多齒潤(rùn)滑劑200中的各PFPE骨架204可具有與Ztetraol 的PFPE骨架相同的分子結(jié)構(gòu)。
[0056] 具有在圖2A中所示的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的多齒潤(rùn)滑劑的一個(gè)例子為Ztetraol多齒物 (ZTMD)。ZTMD的分子結(jié)構(gòu)在圖2B中示出,其中注釋說(shuō)明末端鏈段、兩個(gè)PFPE骨架和內(nèi)部 連接鏈段。與在圖2B中所示的PFPE骨架中的-(CF 2CF2O)n-和-(CF2O)p-單元相關(guān)的下標(biāo) "η"和"P"各自單獨(dú)地表示大于零的整數(shù)。與僅具有在末端鏈段中存在-OH基團(tuán)的相當(dāng)分 子量的潤(rùn)滑劑例如Ztetraol相比,ZTMD潤(rùn)滑劑的PFPE骨架各自可通過(guò)在末端鏈段和內(nèi)部 連接鏈段中存在的-OH基團(tuán)束縛至表面,由此提供更好的間隙性質(zhì)。
[0057] 圖3描述根據(jù)一種實(shí)施方式的用于形成ZTMD的方法300。如在圖3中所示的,方 法300包括提供多個(gè)Ztetraol前體301。在各種方案中,多個(gè)Ztetraol前體301例如可購(gòu) 自Solvay Solexis或者通過(guò)現(xiàn)有技術(shù)已知的合成技術(shù)來(lái)合成。
[0058] Ztetraol前體301各自包括兩個(gè)末端鏈段302和位于其間的單獨(dú)的PFPE骨架 304。各末端鏈段302包括配置為結(jié)合至表面和/或其它反應(yīng)性基團(tuán)(例如,其可存在于偶 聯(lián)劑上,如以下討論的)的兩個(gè)反應(yīng)性羥基。因此,對(duì)稱的Ztetraol前體301在兩個(gè)末端 處是相等反應(yīng)性的。作為參考,Ztetraol前體各自具有在圖IC中所示的分子結(jié)構(gòu)。
[0059] 繼續(xù)參考圖3,方法300還包括提供多個(gè)偶聯(lián)劑分子303,其可為市售的和/或使 用已知的合成技術(shù)來(lái)合成的。多個(gè)偶聯(lián)劑分子303各自可具有兩個(gè)末端鏈段306和位于其 間的中間鏈段308。偶聯(lián)劑分子303的末端鏈段306可包括配置為與Ztetraol前體301的 末端鏈段302(特別地,其中存在的兩個(gè)反應(yīng)性羥基官能團(tuán))反應(yīng)的一個(gè)或多個(gè)官能團(tuán)。在 優(yōu)選的方案中,偶聯(lián)劑分子303各自具有如下的分子結(jié)構(gòu):
[0061] 方法300另外包括使約兩當(dāng)量的Ztetraol前體301與約一當(dāng)量的偶聯(lián)劑分子 303在存在酸性催化劑(例如硫酸催化劑)的情況下在溶劑(例如Freon-113)中反應(yīng)以 約15%的產(chǎn)率產(chǎn)生ZTMD分子305。然而,重要的是注意,所得的ZTMD分子305的末端鏈 段310各自仍包括兩個(gè)反應(yīng)性羥基,其可進(jìn)一步結(jié)合至在溶液中存在的另外的偶聯(lián)劑分子 303。因此,方法300的一個(gè)缺點(diǎn)是形成更高分子量低聚物的傾向。參見(jiàn)所得的結(jié)構(gòu)307。 這些不期望的低聚物可占反應(yīng)產(chǎn)物的至少45%。剩余的反應(yīng)產(chǎn)物(約40% )可包含未反 應(yīng)的Ztetraol前體和/或部分偶聯(lián)的Ztetraol前體(即由結(jié)合/偶聯(lián)至偶聯(lián)劑分子303 的一個(gè)Ztetraol前體310構(gòu)成的分子)。
[0062] 在水萃?。ㄌ崛。┮匀コ龤埩舻牧蛩岽呋瘎┲?,可蒸發(fā)氟溶劑,留下所得的粗反 應(yīng)混合物,其包含ZTMD分子、不期望的低聚物以及未反應(yīng)和/或部分偶聯(lián)的Ztetraol分 子。方法300由此可進(jìn)一步包括通過(guò)超臨界CO 2 (ScCO2)萃取或者如本領(lǐng)域技術(shù)人員在閱讀 本公開(kāi)內(nèi)容時(shí)變得明晰的其它合適的萃取技術(shù)來(lái)分離ZTMD分子??蓙G棄主要的低聚副產(chǎn) 物,其為極其粘稠的且不適合作為潤(rùn)滑劑。未反應(yīng)的和/或部分偶聯(lián)的Ztetral前體可再 用于根據(jù)以上討論的方法300的步驟合成更多的ZTMD分子。
[0063] 通過(guò)方法300形成的ZTMD潤(rùn)滑劑的低產(chǎn)率使購(gòu)買或合成大量的Ztetraol前體 301成為必需。Ztetraol前體301為極其昂貴的,并經(jīng)歷急劇的價(jià)格提高。此外,需要進(jìn)行 額外的純化步驟以從粗反應(yīng)混合物萃取ZTMD潤(rùn)滑劑也可增加產(chǎn)生足量ZTMD所需要的總體 成本和/或時(shí)間。
[0064] 在本文中公開(kāi)的實(shí)施方式通過(guò)提供基本上單分散的潤(rùn)滑劑和制備其的方法而克 服上述缺點(diǎn)。在各種方案中,在本文中描述的基本上單分散的潤(rùn)滑劑在磁存儲(chǔ)系統(tǒng)及其組 件例如磁記錄介質(zhì)(例如硬盤)中、以及在其他裝置(例如微電子器件、半導(dǎo)體電子器件、 光電子器件、存儲(chǔ)器、太陽(yáng)能電池、電容器、檢測(cè)器、傳感器等)中可為特別有用的。
[0065] 例如,根據(jù)一種總體實(shí)施方式,用于形成基本上單分散的潤(rùn)滑劑的方法包括:提供 多個(gè)全氟聚醚(PFPE)前體,各PFPE前體包括兩個(gè)末端鏈段和位于其間的PFPE骨架;用一 個(gè)或多個(gè)保護(hù)劑來(lái)保護(hù)各PFPE前體的末端鏈段之一以形成多個(gè)單保護(hù)的PFPE前體,各單 保護(hù)的PFPE前體包括被保護(hù)的末端鏈段和未被保護(hù)的末端鏈段;和通過(guò)偶聯(lián)劑將單保護(hù) 的PFPE前體各自的未被保護(hù)的末端鏈段偶聯(lián)至另外的單保護(hù)的PFPE前體的未被保護(hù)的末 端鏈段以形成多齒PFPE結(jié)構(gòu)。
[0066] 根據(jù)另一總體實(shí)施方式,基本上單分散的潤(rùn)滑劑包括多個(gè)多齒全氟聚醚(PFPE) 結(jié)構(gòu),各多齒PFPE結(jié)構(gòu)包括至少兩個(gè)末端鏈段和其間的中間鏈段,其中多齒PFPE結(jié)構(gòu)具有 基本上相同的分子量。
[0067] 現(xiàn)在參考圖4,根據(jù)一種實(shí)施方式顯示用于形成基本上單分散的潤(rùn)滑劑的示例性 方法。如在本文中所使用的,基本上單分散的潤(rùn)滑劑為具有在1-約1. 5的范圍內(nèi)的多分散 指數(shù)的潤(rùn)滑劑。所述多分散指數(shù)對(duì)應(yīng)于分子量分布,特別地重均分子量(Mw)與數(shù)均分子量 (M n)的比率。因此,在優(yōu)選的方案中,根據(jù)方法400最終形成的基本上單分散的潤(rùn)滑劑包括 多個(gè)全氟聚醚(PFPE)結(jié)構(gòu),其可具有相同的或者基本上相同的分子量和/或聚合度。
[0068] 作為一種選擇,本方法400可與在本文中列出的任何其它實(shí)施方式的特征例如參 考其它附圖所描述的那些組合地實(shí)施。當(dāng)然,該方法400和在本文中表述的其它可被用于 形成可與磁記錄相關(guān)或不相關(guān)的各種各樣的裝置和/或目的的磁結(jié)構(gòu)。應(yīng)當(dāng)注意,根據(jù)各 種方案,方法400可包括與在圖4中描述和/或說(shuō)明的那些更多或更少的步驟。還應(yīng)當(dāng)注 意,方法400可在任何期望的環(huán)境中實(shí)施。
[0069] 如在圖4中所示的,方法400包括提供多個(gè)PFPE前體401,PFPE前體401各自包 括兩個(gè)末端鏈段402和位于其間的PFPE骨架404。在各種方案中,多個(gè)PFPE前體401例如 可購(gòu)自Solvay Solexis,或者通過(guò)本領(lǐng)域已知的合成技術(shù)來(lái)合成。
[0070] 在一些方案中,PFPE前體401中至少一個(gè)的PFPE骨架404可包括由如下表示的 全氟乙基醚單元:
[0071] -(CF2CF2O)n-,
[0072] 其中η為大于零的整數(shù)。例如,在一種具體方案中,PFPE前體401中至少一個(gè)的 PFPE骨架404可由如下表示:
[0073] -OCH2CF2O- (CF2CF2O) n- (CF2O) p-CF2CH20-,
[0074] 其中η為大于零的整數(shù),并且ρ為大于零的整數(shù)。在另一具體方案中,PFPE前體 401中至少一個(gè)的PFPE骨架404可由如下表示:
[0075] -OCH2CF2O- (CF2CF2O) n-CF2CH20-,
[0076] 其中η為大于零的整數(shù)。
[0077] 在另外的(更多的)方案中,PFPE前體401中至少一個(gè)的PFPE骨架404可包括 由如下表示的全氟丙基醚單元:
[0078] -(CF2CF2CF2O) n-,
[0079] 其中m為大于零的整數(shù)。例如,在一種具體方案中,PFPE前體401中至少一個(gè)的 PFPE骨架404可由如下表示:
[0080] -OCH2CF2CF2O- (CF2CF2CF2O) n-CF2CF2CH20-,
[0081] 其中m為大于零的整數(shù)。
[0082] 在又另外的方案中,PFPE前體401中至少一個(gè)的PFPE骨架404可包括由如下表 示的全氟丁基醚單元:
[0083] -(CF2CF2CF2CF 2O) χ-,
[0084] 其中X為大于零的整數(shù)。例如,在一種具體方案中,PFPE前體401中至少一個(gè)的 PFPE骨架404可由如下表示:
[0085] -OCH2CF2CF2CF 2O- (CF2CF2CF2CF2O) x-CF2CF2CF2CH20-,
[0086] 其中X為大于零的整數(shù)。
[0087] 在還另外的方案中,PFPE前體401中至少兩個(gè)可具有擁有相同分子結(jié)構(gòu)、聚合度 和/或分子量的PFPE骨架404。在進(jìn)一步的方案中,PFPE前體401中至少兩個(gè)可具有擁有 不同分子結(jié)構(gòu)、聚合度和/或分子量的PFPE骨架404。
[0088] 在各種方案中,至少一個(gè)PFPE前體401的PFPE骨架404可具有約300amu至約 5000amu的分子量。
[0089] 在許多方案中,PFPE前體401各自的末端鏈段402可包括一個(gè)或多個(gè)反應(yīng)性官能 團(tuán),其配置為通過(guò)共價(jià)鍵、離子鍵、氫鍵、范德華力、分散力、偶極-偶極相互作用等結(jié)合至 表面和/或其它反應(yīng)性官能團(tuán)。這些一個(gè)或多個(gè)反應(yīng)性官能團(tuán)可獨(dú)立地選自羥基、胡椒基、 胺基、磷腈基及其組合。在優(yōu)選的方案中,所述一個(gè)或多個(gè)反應(yīng)性官能團(tuán)可為羥基。然而, 重要的是注意,對(duì)于各PFPE前體401,在一個(gè)末端鏈段中的反應(yīng)性官能團(tuán)可與在另一個(gè)末 端鏈段中的反應(yīng)性官能團(tuán)相同或不同。
[0090] 在一些方案中,PFPE前體401中至少兩個(gè)可包括結(jié)合/偶聯(lián)至它們各自的末端鏈 段402的至少一個(gè)的相同的反應(yīng)性官能團(tuán)。在其它方案中,PFPE前體401中至少兩個(gè)可包 括連接/偶聯(lián)至它們各自的末端鏈段402中的至少一個(gè)的不同的反應(yīng)性官能團(tuán)。
[0091] 在一種方案中,至少一個(gè)PFPE前體401的至少一個(gè)末端鏈段