聚乙烯表面紫外光接枝丙烯酸及生物摩擦性能研究

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1、硕J：论文聚乙烯表面紫外光接枝丙烯酸及生物摩擦性能研究摘要聚乙烯无毒、组织反映小，抗磨损能力强而成为目前应用最为广泛的人工关节软骨材料。但该材料在长期的使用中易产生许多细小磨屑，刺激人体内的生物反应，引起骨溶解和骨骼发炎，造成假体松动，缩短了人工关节的使用年限。因此，提高材料的耐磨性，改善其表面润滑状态将进一步拓展其在人工关节材料方面的应用，而将具有良好润滑性能的极性分子接枝到聚乙烯表面是改善其摩擦学性能的有效方法之一。本文以二苯甲酮为光敏剂，采用液相紫外光接枝技术，将亲水性单体丙烯酸接枝到聚乙烯表面，以改善其作为人工关节软骨材料时的生物

2、摩擦性能。利用红外衰减全反射(ATR)、X射线电子能谱(XPS)、扫描电镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)等手段分析接枝前后聚乙烯的官能团变化、分子结构、表面形貌，利用JY-82型接触角测定仪和称重法测量样品的接触角和吸水率，分析接枝表面的润湿性。以A1203陶瓷球为摩擦副，分别在蒸馏水、生理盐水和小牛血清润滑条件下，测试改性前后聚乙烯的摩擦磨损性能，研究接枝工艺、润滑介质对其生物摩擦学性能的影响。实验结果表明：以二苯甲酮为光敏剂，紫外光能有效地引发丙烯酸(AA)在聚乙烯表面进行接枝聚合反应；聚乙烯表面的AA接枝量随光照时间的延长而增加

3、；表面接枝的丙烯酸链能有效的改善聚乙烯表面的润湿性能，接触角由80"--'85℃降低到21"--24℃，并且接触角随接枝量的增大而减少。摩擦磨损实验表明，接枝后，聚乙烯的起始摩擦系数由O．25降低为O．08，体积磨损率由3．45x10-6ram3／Nm降低为1．52x10山mm3／Nm，耐磨性明显提高；不同润滑剂条件下，接枝聚乙烯的的起始摩擦系数由大到小依次为：蒸馏水>生理盐水>小牛血清。关键词：聚乙烯光接枝丙烯酸表面改性摩擦磨损Abstract硕．卜论文Polyethyleneismostwidelyusedasartificialjo

4、intscartilagematerialforitsnon．toxic．1ittletissuereactionandexcellentwear-resistant．Afterimplantedforalongtime，alotofsmallweardebrisofpolyethylenewillbewornout，whichwillstimulatethebody’Sbiologicalresponsesandgenerateosteolysisandboneinflammation．ThentheprosthesislooseiSc

5、ausedandthelifeofartificialjointsiSshorten．Therefore，theweal"一resistanceanditssurfacelubricationstateneedtobeimproved，Itisagoodwaytograftpolarmoleculetopolyethylenesurfacetoimprovefrictionperformance．Inthispaper，hydrophilicAAwasgraftedonpolyethylenesurfacebyUVinliquidphas

6、etoimproveitsfrictionperformance，asthearticularcartilage．Thepolyethylenesurfacechangeinfunctionalgroups，themolecularstructure，surfacemorphologyandtopographywerestudiedbyinfrareddiffusereflectance(ATR)，X-rayspectroscopy(xPs)，scanningelectronmicroscopy(SEM)，atomicforcemicro

7、scope(AFM)．contactanglesweremeasuredbyusingJY-82contactangledetector，andwettingofgraftedsurfacewereanalyzed。Thetribologicalpropertieswereinvestigatedunderthreedifferentlubricatingconditionsincludingdistilledwater,salineandserumbyslidingagainstA1203ceramicball．Theeffectsof

8、graftingandlubricatingmediumonthetribologicalpropertiesofPEwerestudied．Theresultsshowedthatacryl