氧化石墨烯增強超高分子量聚乙烯復(fù)合材料的性能研究.pdf

1、超高分子量聚乙烯(UHMWPE)，由于具有良好的耐磨性能、優(yōu)越的抗腐蝕性和生物相容性以及高的抗沖擊韌性，使其作為人工骨關(guān)節(jié)材料與金屬或陶瓷人工關(guān)節(jié)頭組合成目前臨床普遍采用的人工關(guān)節(jié)。但是，UHMWPE的表面硬度偏低，抗蠕變性能較差，實際應(yīng)用中會產(chǎn)生聚乙烯磨屑碎片，進而引起骨質(zhì)溶解，關(guān)節(jié)松散，限制了作為人工骨關(guān)節(jié)材料的使用。
　　 本論文采用修飾Hummer方法制備氧化石墨烯(GO)，通過超聲處理將其分散于無水乙醇中得到穩(wěn)定的GO

2、溶液，并選用多種手段對制備得到的GO樣品進行了形貌觀測和結(jié)構(gòu)表征，結(jié)果顯示制備的GO具有褶皺起伏的層狀結(jié)構(gòu)，大小在幾個微米左右，厚度大約在2-4nm之間，比理論值大，約為4-5層。紅外光譜、拉曼光譜、X射線光電子能譜表征顯示，相對于原始石墨，GO中含有羧基、羥基、環(huán)氧基等豐富的含氧官能團。將制備的GO與UHMWPE在無水乙醇中攪拌、超聲混合，最后熱壓成型制備了GO/UHMWPE復(fù)合材料。對該復(fù)合材料的微觀結(jié)構(gòu)、熱學(xué)性能、機械性能、摩擦磨

3、損性能和生物相容性進行了測試，發(fā)現(xiàn)GO在聚合物基體中均勻分散，與基體緊緊擠壓在一起形成層狀結(jié)構(gòu)；GO的添加對復(fù)合材料的熔點影響不大，但GO/UHMWPE復(fù)合材料的結(jié)晶度比純UHMWPE的結(jié)晶度提高；GO含量為0.5％時，拉伸性能最好，GO的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%時，顯微硬度提高了15%；與純UHMWPE相比，GO/UHMWPE復(fù)合材料的摩擦系數(shù)升高，磨損率降低，當(dāng)GO含量為1%時，復(fù)合材料的磨損率降低了約35%，材料的耐磨性提高；此外，GO/U