【摘 要】
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医用交联超高分子量聚乙烯耐磨损,广泛应用于人工关节摩擦面[1].交联聚乙烯的制备包括高能射线辐照和热处理(熔融或退火熔点).这种工艺改变了聚乙烯的网络结构和结晶结构
【机 构】
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中国科学院宁波材料技术与工程研究所,宁波市镇海区庄市大道519 号,315201
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医用交联超高分子量聚乙烯耐磨损,广泛应用于人工关节摩擦面[1].交联聚乙烯的制备包括高能射线辐照和热处理(熔融或退火熔点).这种工艺改变了聚乙烯的网络结构和结晶结构,使材料的熔点、结晶度、拉伸强度与韧性、冲击强度、疲劳韧性等显著降低,在临床应用中存在一定的风险[2].使用抗氧化剂可提高交联聚乙烯的氧化稳定性,保留材料的力学性能[3].本课题采用多酚类抗氧化剂与医用级超高分子量聚乙烯混合、热模压成型后,采用电子束辐照交联,研究了四种不同抗氧化剂维生素E,没食子酸,没食子酸月桂酯,咖啡酸对材料氧化稳定性和氧化机理的影响,以及对拉伸强度、冲击强度、磨损速率的影响.与维生素E相比,多酚类抗氧化剂的抗氧化活性更强,几乎不抑制交联(Fig.1),在50-150kGy剂量下获得的交联度与不含抗氧化剂的交联聚乙烯交联度相当.含多酚类抗氧化剂的交联聚乙烯的磨损速率随辐照剂量的增加而迅速降低,由交联前的12mg/MC(百万周期)将至2mg/MC(100kGy)和0.9mg/MC(150kGy),这种交联聚乙烯也具有优异的强度和韧性(Fig.2)
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