聚乙烯醇／羟基磷灰石复合水凝胶的摩擦磨损机理研究  

作　　者：张德坤[1,2] 葛世荣[1,2] 沈艳秋[3] 

机构地区：[1]中国矿业大学材料科学与工程学院,徐州221116 [2]清华大学摩擦学国家重点实验室生物摩擦学中心,北京100083 [3]金陵科技学院龙蟠学院,南京211169

出　　处：《中国科学（E辑）》2009年第4期713-719,共7页Science in China(Series E)

基　　金：国家自然科学基金重点项目(批准号:50535050);教育部新世纪优秀人才支持计划项目(批准号:NCET-06-0479);江苏省自然科学基金项目(批准号:BK2005403)资助

摘　　要：选用高分子聚乙烯醇(PVA)和纳米羟基磷灰石(HA)为原料,采用反复冷冻-解冻法制备PVA/HA复合水凝胶.在超高精度三维轮廓仪和扫描电镜上观察PVA/HA复合水凝胶的微观形貌,采用平头圆柱压头测定PVA/HA复合水凝胶的压缩弹性模量和应力松弛特性,在微摩擦试验机上开展PVA/HA复合水凝胶与牛膝关节软骨之间的摩擦磨损实验,利用环境扫描电镜表征试样磨损后的表面形貌.结果表明,PVA/HA复合水凝胶具有与天然骨组织相似的交联网状微观结构,随着冷冻-解冻次数和HA含量的增加,PVA/HA复合水凝胶交联度增加,结晶程度增强,弹性模量显著提高,应力松弛速率增大,应力平衡值降低;摩擦系数随冷冻-解冻次数和HA含量的增加而降低,且冷冻-解冻次数越大,摩擦系数达到稳定平衡值的时间越早;PVA/HA复合水凝胶/牛膝关节软骨配副的摩擦变形深度随冷冻-解冻次数和HA含量的增加而减少;PVA/HA复合水凝胶的磨损机理主要表现为塑性流动和粘着现象,磨损轻重程度随冷冻-解冻次数和HA含量的增加而降低.

关 键 词：聚乙烯醇 羟基磷灰石 复合水凝胶 微观结构 摩擦性能 

分 类 号：R318.08[医药卫生—生物医学工程]