水凝胶网络主要通过物理交联和化学交联两种交联方式交联得到的,其中,物理交联是通过次价键力,包括氢键、离子键、配位键的形成而得到交联网络。由于物理交联键的键能比较弱,物理交联水凝胶在溶胀过程中或者在高压下,交联聚合物的网络发生松弛或解散,因此水凝胶的强度降低。但是另一方面,水凝胶网络的松弛或解散也可能导致线性高分子在摩擦界面形成一个新的分子链团,并且能够起到良好的润滑作用。化学交联常用的方法有自由基聚合反应,光引发交联,辐射交联。由于化学键或共价键的键能较高,因此,化学交联的水凝胶在外力的作用下较难将网络内部的水分挤压出来。
作为交联聚合物,交联度能够影响水凝胶的弹性。水凝胶的模量及强度是影响摩擦性能的重要因素。同样,结晶性水凝胶的结晶度对模量、强度等也有影响。郭兴林等利用不同交联方法得到了不同交联度的聚丙烯酸-β-羟乙酯(PHEA)和聚甲基丙烯酸-β-羟乙酯(PHEMA)水凝胶及结晶度不同的PVA水凝胶,在水凝胶在去离子水中达到溶胀平衡后测试了其摩擦系数与负载之间的关系。结果表明,PHEA、PHEMA和PVA水凝胶的摩擦系数均随交联度或结晶度的增大而增大。水凝胶交联度大,内部自由水运动困难,在一定的负载下,表面被挤出的水分较少,产生的润滑作用小,表现为摩擦系数大。同样,高结晶度的水凝胶内部的交联网络较为致密,表面层水分很难被挤出,无法在基板与水凝胶之间起到润滑作用,同样也会导致摩擦系数的增大。