UHMWPE-SiC生物摩擦学的特性及机理

为了探索超高分子量聚乙烯（UHMWPE）与碳化硅（SiC）陶瓷组合作为人工关节置换材料的可能性,利用Falex摩擦磨损实验机测定了37℃下UHMWPE与SiC陶瓷摩擦副在血浆润滑条件下的生物摩擦学性能．结果表明,UHMWPE－SiC摩擦副的摩擦系数为0.05;UHMWPE的磨损系数＜8．45×10^-10mm³／N.m．表面轮廓仪对磨损前后SiC陶瓷表面进行测试,未发现明显变化,说明SiC陶瓷磨损甚微．根据XPS分析结果;提出了生物摩擦磨损机理．     

滑动方式下辐射交联超高分子量聚乙烯的生物摩擦学研究

采用热压固化成型法制得了尺寸范围在9～50μm、密度为0.9413g/cm3、相对分子量为6×106的粉末状超高分子量聚乙烯(UHMWPE)颗粒;并用γ射线平面静止辐照方法,分别用120kGy、250kGy和500kGy剂量辐照样品,辐照剂量率为5kGy/h.采用UMT-Ⅱ多功能摩擦试验机考察了不同辐射剂量下交联UHMWPE的生物摩擦学性能,采用电子扫描电镜(SEM)分析了磨损表面形貌并讨论了其磨损机理.结果表明,辐射剂量为120kGy的UHMWPE磨损率最小,随着辐射剂量的增加,摩擦系数逐渐增大,辐射交联后UHMWPE的摩擦磨损性能均优越于未辐射UHMWPE的摩擦磨损性能.     

CHA/UHMWPE复合关节材料的生物摩擦学研究

采用热压成型工艺制备了超高分子量聚乙烯 (U HMWPE) /珊瑚羟基磷灰石 (CHA) 复合关节材料 , 利用人工髋关节模拟磨损试验系统 , 研究了该类复合材料与 CoCrMo 合金组合关节在小牛关节液润滑条件下的摩擦磨损性能。实验结果表明 , 添加 CHA 能有效提高 U HMWPE关节材料的表面硬度 , 降低其磨损率。当CHA添加量为 20 wt %时 , 可获得表面硬度与抗磨损性能的良好匹配。小牛关节液润滑条件下 , U HMWPE及其复合材料的磨损机理主要表现为研磨磨损和疲劳磨损 , 磨损颗粒尺寸随 CHA粉体添加量的增加而增大。      

飞机摩擦副摩擦学特性研究

通过对２４５－２铁基金属陶瓷摩擦材料与３０ＣｒＳｉＭｏＶＡ钢摩擦副实验室和航线使用的摩擦学特性研究，探讨材料的组织结构变化对磨损性能的影响及摩擦在使用过程中的磨损规律。     

Ti（CN）—Al2O3复合陶瓷与金属摩擦副的摩擦学特性研究

本文对水及油润滑条件下Ｔｉ（ＣＮ）－Ａｌ２Ｏ３复合陶瓷与纯名、纯铁及不锈钢三种金属的摩擦、摩损特性进行了研究。在两种条件下，随着载荷及速度的增加，三种摩擦副的磨损量明显增大，但两处润滑条件下的变化趋势稍有差别，水润滑时摩擦副的磨损量比油润滑时地大，与干摩擦时的试验结果相比，水同的存在不仅没真情以减摩作用，反面使磨损加剧，能谱分析结果两种润滑情况下，水或油的存在不仅没起到减磨作用，反面使磨损加剧，能     

超高分子量聚乙烯的生物摩擦学

结合超高分子量聚乙烯(UHMWPE)的磨损机制,综述了通过改性,如离子注入、填料改性等,提高UHMWPE的耐磨性研究,并对其发展方向进行了有益探讨.     

桥梁支座用滑板材料摩擦学研究进展

桥梁支座滑板材料是桥梁支座实现承载、滑动和转动的关键零件。阐述了桥梁支座用滑板的结构及工况特点,介绍了不同极端环境对桥梁支座材料的使用寿命和摩擦学性能的影响,介绍了聚四氟乙烯和超高分子量聚乙烯以及其它典型桥梁支座用滑板材料的研究现状与发展动态,并对比它们的异同点,在此基础上分析了桥梁支座用滑板材料摩擦学性能的未来发展趋势。     

超高分子量聚乙烯的滑动磨损性能与机理研究

用ＭＭ２００型磨损试验机测试了超高分子量聚乙烯的滑动磨损性能，考察了滑动速度与载荷对其磨损的影响，通过扫描电子显微镜对ＵＨＭＷＰＥ磨损表面形貌的观察，指出：在跑合期阶段，ＵＨＭＷＰＥ表面形成了一系列的脊；在严重磨损阶段，表面层发生了大范围的撕裂与断裂。     

两类高岭土填充UHMWPE基复合材料及其摩擦磨损特性

分别用釜内聚合和机械熔融混合方法制备高岭土填充UHMWPE基复合材料,对其热性能,结晶性、聚集态结构和与45钢对摩的滑动摩擦磨损性能进行了实验研究,并分析了复合材料的摩擦磨损特性与其结构之间的联系。结果表明,釜内聚合法制备的复合材料具有比较好的性能,良好的性能源于高度分散的高岭土颗粒的增强作用和较高的界面结合强度,也与UHMWPE的结晶形态有关。     

超高分子量聚乙烯单螺杆挤出的输送机理研究

以超高分子量聚乙烯（ＵＨＭＷ－ＰＥ）专用单螺杆挤出机,研究和分析了ＵＨＭＷ－ＰＥ在单螺杆挤出过程中的熔融输送机理,结果表明,ＵＨＭＷ－ＰＥ在螺杆中为典型的塞流输送。     

超高分子量聚乙烯/金属复合材料的摩擦磨损性能

用MM-200型摩擦磨损试验机研究了Ag、Cu、Co、Cr、Fe、Mo、W、Ni、Zn、Pb、Sn、Al等金属粉末填充超高分子量聚乙烯(UHMWPE)复合材料的摩擦磨损性能,利用扫描电子显微镜观察了复合材料磨损表面形貌.结果表明:在低速条件下,金属填料可降低UHMWPE复合材料的摩擦系数;在高速条件下,金属填料对UHMWPE复合材料的摩擦系数影响不尽相同.Ag、Cu、Co、Cr、Fe、Mo、W、Ni、Zn、Pb等金属填料可使UHMWPE的耐磨性显著提高, 而Sn、Al导致UHMWPE的磨损率增大;Ag的减摩抗磨效果最佳.     

冻胶法制备超高分子量聚乙烯/SiO2杂化微孔膜研究——稀释剂与SiO2对铸膜液熔融结晶性能的影响

根据界面相分离原理,以矿物油为稀释剂,O2为添加剂,采用冻胶法制备了超高分子量聚乙烯(UHMWPE)膜以及UHMWPE/SiO2杂化微孔膜,讨论了稀释剂以及无机粒子含量对膜熔融结晶性能的影响.结果表明,矿物油作为微孔稀释剂,其加入使微孔膜中UHMWPE熔点降低,结晶度减小.当SiO2与UHMWPE质量比低于8/10时,随SiO2含量增加,UHMWPE熔点变化不显著,熔限增加,结晶温度升高,相对结晶度增大,微晶尺寸减小;当SiO2加入量足够大时,相对结晶度反而减小.随SiO2其含量增加,界面孔增多,膜孔隙率提高,水通量增大,泡点孔径先增大后减小.     

超高分子量聚乙烯/石墨烯纳米复合材料的制备及其热性能的研究

为了提高超高分子量聚乙烯的热性能,本文通过溶液共混的方法利用氧化石墨烯改性不同分子量的超高分子量聚乙烯,然后利用红外测试(FTIR)、X射线衍射测试(XRD)、扫描电镜测试(SEM)、差热扫描量热分析仪(DSC)和热失重分析(TG)的方法对超高分子量聚乙烯/石墨烯纳米复合材料的结构、表面形态和性能进行了研究.通过分析测试表明氧化石墨烯在超高分子量聚乙烯/石墨烯纳米复合材料中的分散性良好,氧化石墨烯的添加量为0.3%时,石墨烯/超高分子量聚乙烯的复合材料的热稳定性等性能最好,与原材料相比提高了3℃.     

Characterization of alendronate sodium-loaded UHMWPE for anti-osteolysis in orthopedic applications

Ultra-high molecule weight polyethylene (UHMWPE) loaded with alendronate sodium (ALN), a potential drug to prevent debris-induced osteolysis, was developed in our previous study. This study aims to investigate the wear performance of UHMWPE-ALNs. In this study, wear test, mechanical test, differential scanning calorimetry (DSC) and contact angle test were applied to characterize the wear performance, mechanical behavior and physical properties of UHMWPE-ALNs. The effect of ALN on the wear performance of UHMWPE-ALNs was investigated by scanning electron microscope (SEM), back scattering electrons (BSE) and energy dispersive X-ray spectrum (EDX). The results of wear test showed that the friction coefficient and volumetric loss of UHMWPE-ALN 0.5 wt.% were comparable with those of UHMWPE. The result of SEM-BSE-EDX revealed that the wear debris detached easily from the ALN-agglomerated regions, which was mainly responsible for the decrease of wear resistance of UHMWPE-ALN 1.0 wt.%. The loaded ALN resulted in the increase of hydrophilicity of UHMWPE-ALNs. The decrease of toughness and crystallinity of UHMWPE-ALN 1.0 wt.% attributed to the non-uniform distribution of ALN. The UHMWPE-ALN 0.5 wt.%, in which no ALN agglomeration was observed, possessed approving mechanical properties and wear performance, might have potential clinical application to prevent the debris-induced osteolysis in prosthetic joints.     

UHMWPE纤维增强LDPE复合材料的界面形态研究

为实现聚乙烯单聚合物复合材料(PE SPC)的嵌件注射成型,研究基体与增强体间的界面非常关键.本文采用超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纤维增强低密度聚乙烯(LDPE)基体,对纤维和基体进行了差示扫描量热仪测试,在偏光显微镜下模拟了基体与纤维的复合过程,研究不同因素对复合材料界面结晶形态的影响.根据DSC确定了UHMWPE和LDPE复合的温度范围在110.98~147.14℃;合适的温度和剪切作用都有利于界面横晶的产生,从而使基体和纤维产生更好的粘结,提高复合材料的力学性能;温度比剪切的影响更大,注射温度设置在125~135℃可在保证纤维与基体复合的情况下不破坏纤维的增强作用;纤维丝之间会相互影响界面结晶形态,部分界面有横晶产生,说明在实际注射成型过程中纤维束或纤维布的结构对基体渗透和界面形成有较大影响.     

超高分子量聚乙烯单螺杆挤出成型理论的研究

为了给超高分子量聚乙烯(UHMWPE)的挤出成型加工技术及设备开发提供理论基础,对UHMWPE单螺杆挤出机挤出成型过程进行了分析,建立了挤出压力的数学模型以及原料的熔融过程理论,提出了能够正常挤出的两个基本条件:即P3max＞PN和熔融过程必须充分,建立、丰富和完善了高黏度材料挤出成型理论.     

单螺杆挤出超高分子量聚乙烯管材的熔融理论

利用传热学理论结合UHMWPE单螺杆挤出管材的成型规律,采用数值计算法(有限差分法)建立起基于UHMWPE单螺杆挤出机的熔融数学模型,并开发出相应CAD软件,采用该软件能比较客观准确地对原料的熔融过程进行数值模拟,对正确设计UHMWPE单螺杆挤出机的结构参数提供了理论基础。     

UHMWPE纤维/碳纤维混杂复合材料性能研究

用层内及层间混杂方式制备了超高相对分子质量聚乙烯(UHMWPE)纤维/碳纤维混杂复合材料,对复合材料的力学性能、动态力学性能(DMA)及微观形貌(SEM)进行了分析比较.结果表明,层内混杂复合材料的综合性能好于层间混杂复合材料,层内混杂复合材料的冲击强度在UHMWPE纤维相对于碳纤维质量分数为43%时有最大值423.3kJ/m2,层内混杂复合材料的贮能模量(E')、损耗因子(tanδ)和损耗模量(E')明显地向高温方向移动,混杂复合材料的玻璃化温度(Tg)及模量分别比UHMWPE复合材料提高了2倍和3倍.