PEEK复合材料的聚电解质接枝改性及其摩擦磨损行为研究
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更新:2026-04-16 16:58:50
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摘要
聚醚醚酮(PEEK)由于优异的生物相容性、弹性模量低、化学稳定性好等优点被作为理想的人工关节材料而广泛研究,但在摩擦润滑方面仍与天然关节具有较大差距,研究学者通过表面接枝、界面调控等方法改善了其摩擦学性能,但仍存在长期润滑不足的缺点。本研究提出“先改性,后成型”策略,先基于光诱导自由基接枝聚合,将亲水性3-磺酸丙基甲基丙烯酸钾盐(SPMK)单体接枝到PEEK粉体表面,获得亲水性PEEK- SPMK复合粉末,再通过热压成型,得到均质亲水性PEEK- SPMK复合材料,并探究其在不同润滑介质、法向载荷和滑动速度工况下的摩擦磨损行为,揭示聚电解质SPMK粉体改性对PEEK复合材料摩擦学行为的影响机制和润滑机理。结果表明,SPMK粉体改性显著提高了PEEK表面润湿性,磺酸基团的存在改善了PEEK- SPMK复合材料的水合效果;在生理盐水条件下的摩擦系数(0.028)和磨损率(5.6×10−8mm3·N-1·m−1)较纯PEEK分别降低了77.8%和95.3%,显著改善材料的摩擦学性能,提高了其水合润滑能力。这为高强度、超润滑人工关节材料的设计和研发提供了研究思路和理论依据。
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