超高分子量聚乙烯粉末表面接枝丙烯酸及其塊體材料的摩擦學(xué)性能研究.pdf

1、超高分子量聚乙烯(UHMWPE)以其優(yōu)異的綜合機(jī)械性能和生物相容性，在骨替代材料的應(yīng)用中得到越來越廣泛的重視。本實(shí)驗(yàn)針對(duì)目前UHMWPE失效原因，采用紫外光接枝和溶液接枝的方法，在UHMWPE顆粒表面進(jìn)行接枝處理，然后再熱壓成型，并對(duì)接枝前后的試樣的相關(guān)性能進(jìn)行了測試和評(píng)價(jià)，得到主要結(jié)果如下：
　　 1.對(duì)接枝后試樣進(jìn)行接枝率測試，結(jié)果表明利用紫外光進(jìn)行的接枝，當(dāng)光敏劑含量不多時(shí)，接枝率隨著光敏劑的濃度增大而增大，在濃度為4ph

2、r時(shí)達(dá)到最大值，為5.5％，之后增大光敏劑濃度，接枝率幾乎不發(fā)生變化。溶液接枝時(shí)改變單體丙烯酸的濃度，當(dāng)丙烯酸濃度為10phr時(shí)接枝率最大，繼續(xù)增大丙烯酸濃度接枝量會(huì)減小。
　　 2.未接枝的UHMWPE的潤濕角為83-84°，潤濕角的變化隨接枝率的增大而減小，接枝后的UHMWPE潤濕角最低可達(dá)34-35°，說明接枝后的UHMWPE親水性能得到了很大的提高。
　　 3.接枝后的樣品硬度都得到了一定提高，溶液接枝的樣品硬度

3、最大。通過光接枝的方法，在接枝率為2.16％時(shí)，UHMWPE的抗拉強(qiáng)度和斷裂延伸率得到了較大的提高，這是由于接枝的極性支鏈?zhǔn)狗肿又g的結(jié)合力增大，導(dǎo)致抗拉強(qiáng)度增大。而溶液接枝的試樣抗拉強(qiáng)度普遍大幅降低，最低只有純UHMWPE的1/20。
　　 4.接枝的UHMWPE在潤滑液下，其初始摩擦系數(shù)較高，隨著滑行距離增大，摩擦系數(shù)不斷減小。由于接枝表面存在親水性極性分子，在潤滑液中形成潤滑膜，阻止了摩擦副與基體的直接摩擦，從而大大降低了

4、磨損率，紫外光接枝率為3.5％的UHMWPE磨損率僅為未接枝試樣的1/4。溶液接枝的UHMWPE雖然具有最低的摩擦系數(shù)，但由于接枝過程破壞了聚乙烯原有性能，磨損率最為嚴(yán)重，是未接枝樣品的2倍。
　　 5.表面接枝的UHMWPE具有較低的摩擦系數(shù)，但隨著滑行距離的增大，表面接枝的聚合物層被磨掉，摩擦系數(shù)出現(xiàn)上升。而粉末接枝的試樣不同，接枝的聚合物存在試樣的任何部位，當(dāng)表層的聚合物層被磨去后，次表層的丙烯酸可以繼續(xù)形成聚合物刷，保證