多孔UHMWPE的制备与摩擦学性能研究.pdf

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1、2011年6月润滑与密封June2011第36卷第6期LUBRICAT10NENGINEERINGVo1．36No．6DOI：10．3969／j．issn．0254—0150．2011．06．005多孔UHMWPE的制备与摩擦学性能研究吴刚秦红玲赵春华赵新泽(三峡大学机械与材料学院湖北宜昌443002)摘要：用热压成型法制备多孔超高分子量聚乙烯(UHMWPE)和普通UHMWPE试样，在改制的摩擦磨损试验机上考察2种试样在水润滑和牛血清润滑下的摩擦磨损性能。结果表明：普通UHMWPE均处于边界润滑区域；多孔UH—MWPE

2、在较低载荷下因可以获得额外的润滑而形成混合润滑，摩擦因数和磨损量较低，其磨损机制为轻微的擦伤磨损；随着载荷的增加，多孔UHMWPE试样的磨损量明显上升并高于同等条件下普通UHMWPE，呈现较严重的切削磨损；多孔UHMWPE只适合应用于低载工况下。关键词：超高分子量聚乙烯；多孔材料；摩擦因数；磨损量；润滑中图分类号：TH117．1文献标识码：A文章编号：0254—0150(2011)6—017—5ThePreparationandTribologicalPropertiesResearchesofPorousUHMWPE

3、WuGangQinHonglingZhaoChunhuaZhaoXinze(CollegeofMechanicalandMaterialEngineering，ChinaThreeGorgesUniversity，YichangHubei443002，China)Abstract：PorousUHMWPEwaspreparedbyheatpressinmetallographicsamplemounting．ThetribologicalpropertiesofnormalUHMWPEandporousUHMWPEwe

4、restudiedunderdifferentloads，speedandlubricantonanimprovedtribo-logicaltest．ThestribeckcurvesindicatethatthecontactsurfaceofUHMWPEisdominatedbyboundarylubrication，blendlubricationsectioncanbeformedonthesurfaceofporousUHMWPEunderlowloads．Thisisattributedtotheporo

5、usstruc-tureandextrusioneffectoflubricantintesting．ThewearSurfaceisdominatedbysmallcutting．Withtheincreaseofloads，wearlossofporousUHMWPEenhancesrapidlyandgreaterthanthatofnormalUHMWPEunderthesalnecondition．Theseriouscuttingandadhesiveweararethewearingmechanismfo

6、rporousUHMWPEunderhighloads．PorousUHMWPEap—pliesonlytolowloadscondition．Keywords：UHMWPE；porousmaterial；frictioncoefficient；wearloss；lubrication超高分子量聚乙烯(UHMWPE)具有优秀的生UHMWPE材料进行改性，也有一些科研人员从设计物相容性和较好的摩擦磨损性能，在人工关节领域得的角度对摩擦副进行改进，如利用人工关节囊向关节到广泛应用和研究。但据有关文献报道，人工关节处提供润滑

7、，以期降低关节材料的磨损。在植人人体10～l5年后，5％～10％的患者必须做替目前流行的人工关节设计模型仍是最初始的干摩换手术，在我国就有100～150万患者需要实施擦接触方式，但较严重的摩擦磨损限制了人工关节植二次人工关节置换术。关节置换术失败的主要原因入人体后的使用寿命。分析人体关节的耐磨损机制，是由于UHMWPE平台的磨损，磨损产生的塑料颗粒可知其中的关键在于关节表面具有多孔可渗透结构，会引起骨溶解，容易导致植入体松动，进而更增大了能在摩擦磨损过程中向摩擦表面提供润滑。一些学者磨损的可能性。为了进一步提高UHMW

8、PE关节在人据此研究了多孔软弹性聚乙烯醇的耐磨损性能及用于体内的使用寿命，研究人员主要从生产工艺上着手对人工关节的可能性，但聚乙烯醇的强度过低，制约了其在人体关节处的应卜引。另外一些学者模拟生物基金项目：国家自然科学基金项目(50905097)；湖北省教育体的多孔可渗透结构，制备了数种多孔材料并研究其厅基金项目(Q20091306