鈦合金表面接枝改性及其摩擦學(xué)特性研究.pdf

1、Ti6A14V具有優(yōu)異的生物力學(xué)性能、耐腐蝕性以及生物相容性,但硬度低、耐磨性差,大大限制其在人工關(guān)節(jié)方面的應(yīng)用。本文模擬自然軟骨的多孔結(jié)構(gòu)與淺表層刷狀聚合物的結(jié)構(gòu)和功能,通過(guò)陽(yáng)極氧化在Ti6A14V表面制備多孔氧化層,并在紫外光的輻照下接枝親水性強(qiáng)的聚合物鏈,以改善其潤(rùn)濕性及生物摩擦學(xué)性能。測(cè)試氧化層的形貌結(jié)構(gòu)、硬度與粗糙度;利用FTIR/ATR測(cè)試接枝后鈦合金的表面結(jié)構(gòu),并通過(guò)接觸角實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)改性鈦合金潤(rùn)濕性能,采用銷-盤摩擦試驗(yàn)機(jī)研

2、究改性Ti6A14V在不同潤(rùn)滑環(huán)境(蒸餾水、生理鹽水和小牛血清溶液)下及不同載荷下的生物摩擦學(xué)性能。
　　 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:隨著陽(yáng)極氧化電壓的增大,Ti6A14V表面氧化層粗糙度與硬度逐漸增大,納米微孔逐漸形成,100V處理后表面即可出現(xiàn)規(guī)則的多孔結(jié)構(gòu);紫外光能有效地引發(fā)親水性單體(丙烯酸(AA)和N,N-二甲基-N-甲基丙烯酰胺基丙基-N,N-二甲基-N-丙烷磺酸內(nèi)鹽(DMMPPS)在鈦合金多孔表面進(jìn)行接枝聚合;接枝改性后鈦合金

3、的接觸角顯著降低,未接枝鈦合金樣品的接觸角為68°,接枝后的接觸角降為17-26°,表面潤(rùn)濕性得到改善;改性鈦合金的摩擦系數(shù)顯著降低且比較穩(wěn)定,在小牛血清中的摩擦系數(shù)最高,其次為在去離子水中,在生理鹽水中最低;在高載下,100V陽(yáng)極氧化處理后接枝DMMPPS的試樣摩擦系數(shù)最低,其值為0.132;低載下,120V陽(yáng)極氧化后接枝試樣的摩擦系數(shù)最低,大約為0.2,總體而言,低載下的摩擦系數(shù)高于高載;與未改性鈦合金對(duì)磨的UHMWPE銷子表面則出