辐照及老化对超高分子量聚乙烯/氧化石墨烯复合材料力学和摩擦学性能的影响及其微观机理研究

发布时间：2021-03-03 17:22

　　超高分子量聚乙烯（Ultra High Molecular Weight Polyethylene,UHMWPE）具有优良的化学稳定性、生物相容性、耐磨损性能和较低的摩擦系数,是一种理想的人工关节材料。然而,在人体长期服役过程中,氧化、磨损产生大量磨粒,易引起骨质溶解,发生关节松动,最终导致关节失效。为了延长人工关节的使用寿命,减轻病人的痛苦,提高UHMWPE的力学性能和耐磨损性能,已经成为UHMWPE研究中迫在眉睫的课题。本论文采用填充纳米粒子氧化石墨烯（Graphene oxide,GO）和辐照交联相结合的技术制备高性能的UHMWPE复合材料,研究了辐照及老化处理对复合材料的结构、力学和摩擦学性能的影响,并探讨了其微观机理。这些研究为将来UHMWPE/GO复合材料在人工关节的应用提供了重要的理论和实验依据。（1）通过改进的Hummers法制备GO,在真空条件下,采用100 kGy的剂量对氧化石墨烯（GO）进行Gamma射线辐照。通过XRD、FTIR、ESR、XPS、TGA、接触角对辐照前后的氧化石墨烯（GO）的结构、热稳定性和湿润性进行了表征和研究,并探讨了GO还原机理。研究结果表... 

【文章来源】：江南大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：129 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

（a）UHMWPE的形态特征图，（b）UHMWPE的透射电镜图

（a） (b)图 1-2（a）全膝关节假肢，（b）全髋关节假肢[21]Figure 1-2（a）Total knee prosthesis，（b）Total hip prosthesis作为关节置换的衬底材料，已经有 50 多年的历史。当方面必须承担人自身重量和运动及运动产生的负荷所

图 1-3 自由基交联Figure 1-3 The crosslinking of free radicals包括：熔融和退火。熔融指温度高于熔点，将结晶区熔与其它自由基继续产生交联反应；当再次结晶时，自由4]把 UHMWPE 在加热到熔融状态，并用高能电子束对其

【参考文献】：
期刊论文
[1]GO增强UHMWPE在透明质酸钠润滑介质下的摩擦学性能研究[J]. 安应飞,裴金莹,阎兴斌,刘斌,邰志新.  摩擦学学报. 2014(02)
[2]在胎牛血清蛋白润滑环境下GO/UHMWPE复合材料的摩擦学性能研究[J]. 安应飞,邰志新,阎兴斌,刘斌,裴金莹.  摩擦学学报. 2012(06)
[3]石墨烯的合成与表征[J]. 童小翠,王静,张瑾.  广州化工. 2012(02)
[4]几种聚合物材料在海水中的摩擦学行为[J]. 王建章,阎逢元,薛群基.  科学通报. 2009(22)
[5]超高分子量聚乙烯结晶度对生物摩擦学性能的影响[J]. 倪自丰,葛世荣.  润滑与密封. 2008(12)
[6]人体生物摩擦学的研究现状与展望[J]. 葛世荣,王成焘.  摩擦学学报. 2005(02)
[7]人体生物摩擦学的基础科学问题[J]. 葛世荣.  中国科学基金. 2005(02)

博士论文
[1]纳米填充与辐照交联UHMWPE的力学及摩擦学性能研究[D]. 熊磊.南京理工大学 2011
[2]超高分子量聚乙烯的抗氧化处理及其生物摩擦学行为研究[D]. 倪自丰.中国矿业大学 2009

硕士论文
[1]新型氧化稳定型高交联超高分子量聚乙烯研究[D]. 钟翔.武汉工程大学 2012



本文编号：3061635