超高分子量聚乙烯自增强复合材料摩擦学性能研究

摘要

超高分子量聚乙烯作为临床关节置换材料在应用过程中,常常因为材料磨损引起磨屑聚集将造成溶骨反应,发生无菌松动,致使关节失效,降低人工关节材料的使用年限.本文采用通过凝胶纺丝并定向拉仲制得的超高强度UHMWPE纤维对UHMWPE颗粒进行自增强改性,制备UHMWPE自增强复合材料,并对摩擦磨损性能进行测试.划痕性能测试和摩擦磨损性能测试表明,在100μN载荷下,自增强试样表面的抗划伤性能有所提高.500μN载荷下,纤维自增强改性对UHMWPE抗划伤性能影响不太明显.纤维自增强对试样的抗磨损性能有显著提升,其中纤维含量为50％的试样减磨效果最佳.纤维形成的复合自增强结构有效改善磨损情况,有效控制疲劳裂纹扩展,提升材料的摩擦磨损性能.