鈦合金表面接枝改性及其摩擦學特性研究.pdf

1、Ti6A14V具有優(yōu)異的生物力學性能、耐腐蝕性以及生物相容性,但硬度低、耐磨性差,大大限制其在人工關節(jié)方面的應用。本文模擬自然軟骨的多孔結構與淺表層刷狀聚合物的結構和功能,通過陽極氧化在Ti6A14V表面制備多孔氧化層,并在紫外光的輻照下接枝親水性強的聚合物鏈,以改善其潤濕性及生物摩擦學性能。測試氧化層的形貌結構、硬度與粗糙度;利用FTIR/ATR測試接枝后鈦合金的表面結構,并通過接觸角實驗評價改性鈦合金潤濕性能,采用銷-盤摩擦試驗機研

2、究改性Ti6A14V在不同潤滑環(huán)境(蒸餾水、生理鹽水和小牛血清溶液)下及不同載荷下的生物摩擦學性能。
　　 實驗結果表明:隨著陽極氧化電壓的增大,Ti6A14V表面氧化層粗糙度與硬度逐漸增大,納米微孔逐漸形成,100V處理后表面即可出現(xiàn)規(guī)則的多孔結構;紫外光能有效地引發(fā)親水性單體(丙烯酸(AA)和N,N-二甲基-N-甲基丙烯酰胺基丙基-N,N-二甲基-N-丙烷磺酸內(nèi)鹽(DMMPPS)在鈦合金多孔表面進行接枝聚合;接枝改性后鈦合金

3、的接觸角顯著降低,未接枝鈦合金樣品的接觸角為68°,接枝后的接觸角降為17-26°,表面潤濕性得到改善;改性鈦合金的摩擦系數(shù)顯著降低且比較穩(wěn)定,在小牛血清中的摩擦系數(shù)最高,其次為在去離子水中,在生理鹽水中最低;在高載下,100V陽極氧化處理后接枝DMMPPS的試樣摩擦系數(shù)最低,其值為0.132;低載下,120V陽極氧化后接枝試樣的摩擦系數(shù)最低,大約為0.2,總體而言,低載下的摩擦系數(shù)高于高載;與未改性鈦合金對磨的UHMWPE銷子表面則出