改性高分子人工关节材料及其摩擦性能研究
编号:166
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更新:2021-07-19 20:52:10 浏览:208次
口头报告
摘要
在人工关节数十年的使用过程中,磨损产生的磨屑会进入周围组织,导致骨溶解和关节松动,限制了其使用寿命[1]。改善人工关节材料摩擦磨损性能是提高其使用寿命的关键。许多研究以天然关节软骨表面的刷状结构为启发,在材料表面接枝亲水性高分子刷层,在水溶液中通过高分子刷上亲水性基团的水合效应支撑外界载荷,减摩抗磨[2,3]。但在材料表面的高分子刷被磨掉后,材料将无法继续起到减摩抗磨的作用而导致润滑失效。超高分子量聚乙烯(UHMWPE)是一种分子量极高的热塑性工程塑料,具有良好的化学稳定性和力学性能。本报告通过在其粉末颗粒表面接枝聚合亲水性高分子刷来制备整体组成均一的改性材料,以实现可持续性的水基超低摩擦副材料。通过紫外线照射引发自由基聚合反应,将两性离子型的MPC和阴离子型的SPMK两种亲水性单体接枝在UHMWPE粉末表面形成高分子刷,后将改性粉末热压成型。其摩擦性能通过与氮化硅球的滑动摩擦系数表征,润滑液为纯水或氯化钠溶液,平均赫兹接触压力约为40MPa。在50mm/s的滑动速度下,接枝了两种高分子刷的改性UHMWPE的摩擦系数都低于0.025,其中接枝了PSPMK高分子刷的UHMWPE在9%的NaCl溶液中摩擦系数在实验的3小时内平均0.0095。相比未改性的UHMWPE,其摩擦性能和润滑稳定性都得到了改善。
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