PVA-Silk复合水凝胶的启动摩擦性能研究.pdf

第3 7 卷第6 期中国矿业大学学报 V 0 1 ．3 7N o ．6 2 0 0 8 年1 1 月J o u r n a lo fC h i n aU n i v e r s i t yo fM i n i n g T e c h n o l o g y N o v ．2 0 0 8 P V A S i l k 复合水凝胶的启动摩擦性能研究 、 张德坤，程慧茹，沈艳秋，葛世荣 中国矿业大学材料科学与工程学院，江苏徐州 2 2 1 1 1 6 摘要选用高分子聚乙烯醇 P V A 和脱胶后的蚕丝 S i l k 为原料，采用反复冷冻一融化法制备 P V A S i l k 复合水凝胶．在光学显微镜上观察P V A S i l k 复合水凝胶的微现形貌，在U M T 一Ⅱ型微 摩擦试验机上对P V A - S i l k 复合水凝胶开展往复式摩擦实验，研究接触时间、滑动速率及冷冻一融 化次数时复合水凝胶的启动摩擦性能的影响．结果表明，随反复冷冻一融化次数的增加，P V A s i l k 复合水凝胶的交联度增大，结晶度提高，其弹性模量增大，最大法向压缩变形量减小，且其基本恢 复变形所需的时间减小；P V A - S i l k 复合水凝胶在滑动过程中的法向位移量和最大摩擦系数随接 触时间的延长而增大，随反复冷冻一融化次数的增加而减少；但最大摩擦系数与滑动速率无明显 的相关联性． 关键词聚乙烯醇；蚕丝；复合水凝胶；启动摩擦性能 中图分类号R3 1 8 ．0 8文献标识码A文章编号1 0 0 0 1 9 6 4 2 0 0 8 0 6 0 8 1 9 0 5 R e s e a r c ho nt h eF r i c t i o nP r o p e r t i e so fS t a r t u pf o r P V A - S i l kC o m p o s i t eH y d r o g e l Z H A N GD e - k u n ，C H E N GH u i r u ，S H E NY a n - q i u ，G ES h i r o n g S c h o o lo fM a t e r i a l sS c i e n c ea n dE n g i n e e r i n g ．C h i n aU n i v e r s i t yo tM i n i n g T e c h n o l o g y ， X u z h o u ，J i a n g s u2 2 1 1 1 6 。C h i n a A b s t r a c t T h eP V A S i l kc o m p o s i t eh y d r o g e lw a sp r e p a r e d b yar e i t e r a t i v ef r e e z i n g - t h a w i n g m e t h o du s i n gt h er a wm a t e r i a l so fm a c r o m o l e c u l a rp o l y v i n y la l c o h o l P V A a n dd e g l u e ds i l k ． T h em o r p h o l o g i e so fP V A S i l kc o m p o s i t eh y d r o g e lw e r eo b s e r v e dw i t ht h eo p t i c a lm i c r o s c o p e ． T h er e c i p r o c a t i n gs l i d i n gt e s t so nP V A - S i l kc o m p o s i t eh y d r o g e lw e r ep e r f o r m e do nt h eU M T 一2 M i c r o - t r i b o m e t e rt os t u d yt h ee f f e c t so fc o n t a c tt i m e ，s l i d i n gs p e e da n df r e e z i n g t h a w i n gc y c l e s o nf r i c t i o np r o p e r t i e so fs t a r t u p ．T h er e s u l t ss h o wt h a tt h er e i t e r a t i v ef r e e z i n g - t h a w i n gi m - p r o v e dt h ed e g r e eo fc r o s s l i n k a g ea n dc r y s t a l l i n i t yf o rt h eP V A - S i l kc o m p o s i t eh y d r o g e l ．W i t h t h ei n c r e a s i n go fr e i t e r a t i v ef r e e z i n g t h a w i n gc y c l e s ，t h ee l a s t i cm o d u l u si n c r e a s e d ，t h em a x i - m a lc o m p r e s s e dd e f o r m a t i o nd e c r e a s e da n dt h ep e r i o dt or e s u m ec o m p r e s s e dd e f o r m a t i o nd e c r e a s e d ．T h en o r m a ld i s p l a c e m e n ta n dt h em a x i m a lf r i c t i o nc o e f f i c i e n to fP V A - S i l kc o m p o s i t e h y d r o g e li n c r e a s e dw i t ht h ei n c r e a s i n go fc o n t a c tt i m e ，a n dd e c r e a s e dw i t ht h ei n c r e a s i n go ft h e f r e e z i n g - t h a w i n gc y c l e s ．T h em a x i m a lf r i c t i o nc o e f f i c i e n tw a sn o tc o r r e l a t i v ew i t ht h es l i d i n g s p e e d ． K e yw o r d s P V A ；S i l k ；c o m p o s i t eh y d r o g e l ；f r i c t i o np r o p e r t yo fs t a r t - u p 在人工关节软骨材料的研究中，具有良好生理相容性和高弹性的聚乙烯醇水凝胶被认为是一种 收稿日期2 0 0 7 0 7 一1 0 基金项目教育部新世纪优秀人才支持计划项目 N C E T - 0 6 0 4 7 9 ；国家自然科学基金项目 5 0 4 0 5 0 4 2 ，江苏省自然科学基金创新人 才项目 B K 2 0 0 5 4 0 3 I 江苏省自然科学基金 B K 2 0 0 5 0 1 9 作者简介张德坤 1 9 7 1 ’ ，男，河北省沧州市人，剐教授，博士，从事微机电系统摩攘学和生物摩撂学方面的研究． B 珊山d k z h a n g c u r e t ．e d u ．t 2 n T e l l0 5 1 6 8 3 5 9 1 9 1 8 万方数据 8 2 0中国矿业大学学报第3 7 卷 较理想的人工软骨植入材料，引起了人们的重 视‘1 。．但早期制备的P V A 水凝胶缺乏足够的力学 强度，尤其作为软骨替代材料，缺乏足够的抗压和 抗剪切性能以承受施加于人体关节表面严峻的负 荷条件心] ．近年来研究者们对P V A 水凝胶进行适 当改性，制得了高强度、高含水量的弹性材料，促进 了它在生物医学方面的应用．郑裕东等[ 3 ] 采用溶 胶一凝胶原位沉淀法制备P V A ／H A 水凝胶，通过 结构表征和性能研究发现羟基磷灰石 H A 粉体 作为异体相成核剂促进了P V A 水凝胶基体的结 晶，提高了复合水凝胶的力学性能．许凤兰“1 等采 用溶液共混法制备了纳米羟基磷灰石／聚乙烯醇水 凝胶，发现随着n H A 含量增加，复合水凝胶的交 联度增加，其溶胀度和溶解率逐渐减小．C o v e r t 口] 等深入探讨了P V A c 与不锈钢球摩擦副的摩擦学 行为，研究发现静态摩擦系数和动态摩擦系数均随 着材料的刚性和表面粗糙度的增大而显著增大，随 着载荷的增大而减少；动态摩擦系数与滑动速度也 表现为明显的反比例关系．N a n a o [ 6 1 等考察了水凝 胶的分子结构对水凝胶的润滑性能和摩擦磨损性 能的影响，在水润滑及低载荷的作用下，P V A 显示 出良好的润滑性并具有较低的摩擦系数．关于复合 水凝胶静态加载的法向位移与摩擦系数之间的关 系以及模拟人体关节的静摩擦向动摩擦过渡的启 动摩擦性能研究还很少见报道[ 7 ] ． 据检索，很少见到P V A 水凝胶与天然蚕丝复 合仿生软骨材料的研究，对于这种仿生软骨材料力 学性能及其生物摩擦学行为的研究基本属于空白． 蚕丝由于其良好的生物相容性、低降解、优异的力 学性能，被用做一种新的生物应用材料而引起越来 越多的研究[ 8 ] ．因此，将P V A 与蚕丝复合可望提 高水凝胶基体的力学性能和生物相容性．本文就是 以P V A 水凝胶为基体材料，通过添加一定质量比 的蚕丝，制备出P V A S i l k 复合水凝胶仿生软骨材 料，研究其力学性能以及P V A S i l k 复合水凝胶之 间由静摩擦向动摩擦过渡的启动摩擦性能． 1 实验部分 1 ．1 试验原料 实验选用絮状的聚乙烯醇 p o l y v i n y la l c o h 0 1 2 0 - 0 0 作为原料，其平均聚合度为2 0 5 0 士7 0 ，醇解 度为9 9 ．O ％～1 0 0 ％．蚕丝选用新产的秋蚕茧，茧 身洁白、饱满，质量等级为A 5 ． 采用完全脱胶的方法去除附着在蚕丝表面的 杂质，将剪成1c m 2 碎片的蚕茧按浴比 m ／v 1 s 8 0 放人0 ．4 ％的碳酸钠水溶液，在9 0 ℃水浴加热 6 0m i n 进行脱胶．脱胶后取出，用去离子水充分洗 涤，然后置于1 0 0 ℃烘箱内烘干5h 后，称重．将完 全脱胶后的蚕丝用机械方法破碎，碎纤维尺寸约为 1 ～2m m ． 首先将破碎的蚕丝短纤维在去离子水中进行 分散，然后将称重好的P V A 溶于去离子水中，在 恒温水浴箱中于9 0 ℃左右加热，并进行搅拌配制 成一定浓度的P V A 和一定质量比蚕丝纤维的水 溶液，待混合均匀后放置在空气中静置脱泡，然后 将复合溶液倒入模具中冷冻成型．在低温冷冻储存 箱中于- - 2 0 ℃左右冷冻6 ～1 2h ，取出试样后于室 温下融化2 - - - 4h ，重复上述冷冻一融化过程制备出 P V A S i l k 复合水凝胶．通过调节聚乙烯醇、蚕丝纤 维以及去离子水的质量，可得到不同配比的P V A - S i l k 复合水凝胶．本实验聚乙烯醇的质量分数为 1 5 ％，蚕丝的质量分数为0 ．3 ％，重复冷冻一融化次 数分别为3 ，5 ，7 次．将P V A _ S i l k 复合水凝胶用模 具制备成厚度为1 ．5m l T l 左右的薄片，然后在光学 显微镜下观察P V A S i l k 复合水凝胶的微观形貌， 分析其微观结构． 1 ．2 P V A - S i l k 复合水凝胶的接触变形测试 用精密位移传感器对P V A S i l k 复合水凝胶 的接触变形进行测量．将P V A S i l k 复合水凝胶制 成巾7 ．4m m X l ．5m m 的圆柱片状样本，使试样厚 度与天然软骨接近．将试样置于2 5 ％牛血清溶液 中，对试样施加4 0N 的载荷，实验过程中，通过位 移传感器测量试样的变形情况；每隔2 0s 记录一 次数据，直至加载3 0r a i n ；然后立即卸载，并记录 试样恢复变形情况，直到试样的变形完全恢复，实 验结束．实验重复3 次取平均值． 1 ．3 P V A - S i l k 复合水凝胶弹性模量的测量 采用平头圆柱压头测定材料的压缩弹性模量． 在U M T - Ⅱ型微摩擦试验机上，以很快的速度对试 样加载，将试样瞬间产生的变形认为是线性弹性变 形，其弹性模量用公式表示为[ 9 ] E 矗‰， 式中F 为作用载荷；P 为瞬时压痕深度；R 为压头 半径，取为4m m ，冲击速度为5m m ／m i n ，试样厚 度为4m m ．每组试样3 个，做3 次试验取平均值． 1 ．4 P V A - S i l k 复合水凝胶摩擦性能的测定 P V A S i l k 复合水凝胶的摩擦性能实验在 U M T - I I 多功能微摩擦试验机上完成，上下试样均 采用P V A S i l k 复合水凝胶，上试样尺寸为4m m 万方数据 第6 期张德坤等P V A - s i l k 复合水凝胶的启动摩擦性能研究 8 2 1 4m m 1 ．5r D ．m ，下试样尺寸为1 5m m 1 0m m 1 ．5m m ．实验时首先上下试样接触一段时间。然 后上试样滑行，下试样固定不动，摩擦方式为往复 式滑动摩擦，滑行距离为1 0m m ．实验参数如表1 所示．每组实验重复3 次并取平均值． 衰1P V A - S i l k 复合水凝胶的摩擦试验参数 T a b l e1P a r a m e t e r so ff r i c t i o nf o r P V A - S i l kc o m p o s i t eh y d r o g e l 2 结果与讨论 2 ．1 P V A - S i l k 复合水凝胶的微观形貌 图1 为P V A S i l k 复合水凝胶在光学显微镜 下放大1 6 0 倍时，通过透射方式观察的蚕丝分布情 况的照片．图1 a 为最表面形貌，图1 b 为变换焦距 透射得到的水凝胶内部一定深度下蚕丝分布的照 片．从图中可以清楚地看到蚕丝的存在，且从表层 到内部均有蚕丝分布，其存在形式有独立的单根， 也有多根的交叉．说明蚕丝在P V A S i l k 复合水凝 胶中没有发生团聚现象，其分布较均匀． ‘a J 表面肜貌 x 1 6 0 b ，内部形貌 x 1 6 0 图1光学显微镜下P V A - S i l k 复合水凝胶的蚕丝分布形貌 F i g ．1 P h o t o so fd i s t r i b u t i o nf o rs i l k i nP V A S i l k c o m p o s i t eh y d r o g e lu n d e rt h eo p t i c a lm i c r o s c o p e 2 ．2 P V A - S i l k 复合水凝胶的弹性模量测试 图2 为不同冷冻一融化次数下制备的P V A - S i l k 复合水凝胶的弹性模量柱状图． 罡4 善3 翻 篓z 秣l O 图2不同冷冻一融化次致下P V A S i l k 复合水凝胶的 弹性模量变化柱状图 F i g ．2 H i s t o g r a mo fe l a s t i cm o d u l u sf o rP V A S i l k c o m p o s i t eh y d r o g e lw i t hd i f f e r e n tf r e e z i n g - t h a w i n gc y c l e s 由图2 可知，反复冷冻一融化次数分别为3 ，5 和7 次的水凝胶的弹性模量分别为1 ．9 7 ，2 ．0 9 ， 4 ．2 0M P a ．随着冷冻一融化次数的增加，弹性模量 逐渐增加，这是因为随着反复冷冻一融化次数的增 加，P V A - S i l k 复合水凝胶的交联度和结晶度增大， 其网状结构的致密度加大，其弹性模量增加] ． 2 ．3 P V A - S i l k 复合水凝胶的加卸载曲线 图3 为不同冷冻一融化次数下制备的P V A - S i l k 复合水凝胶法向位移随时间的变化曲线．可以 看出，当施加载荷时，复合水凝胶的法向位移与加 载时间呈非线性增加．在加载初期，法向位移急剧 上升；然后法向位移缓慢增加．当卸除载荷时，复合 水凝胶的恢复变形与卸载时间呈非线性减小．在卸 载初期，恢复变形量急剧增加，然后恢复变形量缓 慢上升，当卸载一定时间后，复合水凝胶基本恢复 变形，法向位移为零．随冷冻一融化次数增加，最大 法向位移逐渐减小，且其基本恢复变形所需的时间 短．这是因为P V A - S i l k 复合水凝胶的微观结构呈 现多孔的交联状，饱和状态下溶液充满整个组织． 当施加载荷时，溶液在外力作用下从孔隙间渗出， 其渗出速度由起初的直线增加逐渐趋于平稳，宏观 表现为法向位移先是急剧增加，后呈现缓慢上升趋 势．当卸除载荷时，溶液从外部环境中向试样组织 的渗入过程与上述过程相类似．随着冷冻一融化次 数的增加，复合水凝胶的交联度增大，结晶度提高， 最大压缩变形量减小． o 3 0 f 反复冷冻3 次 烈鬟泌 0 2 0 I 反复冷0 1 0 墨- 互 o ．1 5l 一￡乏≯” 0 ．0 5 O ．0 0 51 01 52 02 53 0 t ／m i n 图3 不同反复冷冻一融化次数下P V A - S i l k 复合水凝胶的加卸载曲线 F i g ．3 C u r v e so fl o a d i n ga n du n l o a d i n gf o rP V A S i l k c o m p o s i t eh y d r o g e lw i t hd i f f e r e n tf r e e z i n g - t h a w i n gc y c l e s 2 ．4P V A - S i l k 复合水凝胶的启动摩擦性能 2 ．4 ．1 P V A - S i l k 复合水凝胶摩擦过程的解释 图4 为反复冷冻一融化7 次下制备的P V A S i l k 复合水凝胶在接触应力为0 ．5 8M P a 、接触时 间为1 2m i n 、滑行速度为1m m ／s 条件下摩擦系 数、法向位移随滑动位移的变化曲线．结果表明，在 滑行的初期，上试样位移从0 点滑到4 ．1m m 时， 摩擦系数会有一个迅速上升到最大值的趋势，达到 最大摩擦系数，用‰表示．对软的P V A - S i l k 复合 材料来说，达到最大摩擦系数的过程应当包括两部 分，一部分是克服材料切向变形的阻力，此时上下 试样间未出现相对滑动；另一部分为材料初始滑动 时的切向力，由于材料的法向变形较大，材料初始 EE蠢掣 万方数据 8 2 2中国矿业大学学报 第3 7 卷 滑动时近似于爬坡过程，直至摩擦系数达到最大， 到达最大摩擦系数所用时间用t 。表示． 0 ．3 0 E0 ．2 5 二 螽0 ．2 0 坦0 ．1 5 曩o ．1 0 0 ．0 5 0 ．0 0[ M 芦 7 ‘ P 0 ．5 8 M 与1 未积 0 ．4 03 巅 n 2 鬈 0 ．1 蛩 0 ．0 024681 0 1 2 1 41 61 82 0 滑动距离／m m 图4P V A S i l k 复合水凝胶摩擦过程中的 法向位移与摩擦系数的变化曲线 F i g ．4 V a r i a t i o nc u r v e so fn o r m a ld i s p l a c e m e n ta n d f r i c t i o nc o e f f i c i e n tf o rP V A S i l kc o m p o s i t e h y d r o g e ld u r i n gs l i d i n g 上下试样间出现相对滑动后，摩擦系数在最大 摩擦系数左右波动，此阶段称为动摩擦阶段．上试 样滑动到1 0m m 后上试样往回滑动，首先是上下 试样恢复原先的切向变形，摩擦系数开始减小，至 摩擦系数降到最低值，切向变形恢复结束，由曲线 可知试样的切向变形量约为3 ．2 m m ；上试样接着 F i g ．5 2 ．4 ．3 0 ．3 5 0 ．3 0 董o ．2 5 稔0 ．2 0 墨o ．1 5 蠼0 ．1 0 0 ．0 5 0 ．0 0 向反方向滑动，摩擦系数又有一个迅速上升到最大 值的趋势，并达到另一个动摩擦阶段，摩擦系数呈 现黏滑波动现象．本文只针对P V A S i l k 复合水凝 胶的启动摩擦特性进行探讨． 2 ．4 ．2 接触时间对P V A S i l k 复合水凝胶摩擦性 能的影响 图5 示出了反复冷冻一融化7 次下制备的 P V A S i l k 复合水凝胶在接触应力为0 ．5 8M P a 、滑 行速度为1m m ／s 、接触时间分别为1S ，3 ，1 2 和4 5 m i n 时的法向位移和摩擦系数随滑行位移的变化 曲线．曲线表明，接触时间分别为1S ，3 ，1 2 和4 5 m i n 时的最大摩擦系数∥。分别为0 ．1 8 ，0 ．2 6 ， 0 ．3 0 和0 ．3 7 ，达到最大摩擦系数所需的时间t 。分 别为2 ．5 6 ，3 ．7 6 ，4 ．8 7 和5 ．8 7 s ．接触时间愈长，上 下试样间的法向位移愈大，下试样变形越大，影响 区域愈大，达到滑行平衡时下试样的变形是最大 的，因此其摩擦系数亦最大，达到滑行平衡的时间 也最长． 赫 懈 簟 髓 ．4 0 ．3 5 3 0 ．2 5 ．2 0 ．1 5 ．I O ．0 5 ．0 0 02468I O024681 0 滑动距离／m m 滑动距离／m m ” a 法向位移 b 摩擦系数 图5P V A ．S n k 复合水凝胶的法向位移和摩擦系数随接触时间的变化曲线 V a r i a t i o nc u r v e so fn o r m a ld i s p l a c e m e n ta n df r i c t i o nc o e f f i c i e n tV S ．c o n t a c tt i m ef o rP V A S i l kc o m p o s i t eh y d r o g e l 滑行速率对P V A - S i l k 复合水凝胶摩擦性 能的影响 图6 示出了反复冷冻一融化7 次下制备的 p V A S i l k 复合水凝胶在接触应力为0 ．5 8M P a 、接 触时间为7r a i n 、滑行速率分别为1 ，4 ，7m m ／s 时 的法向位移和摩擦系数随滑行位移的变化曲线．曲 线表明，启动速率对试样问的初始摩擦过程有一定 0 2 0 O 1 8 量蝴 朗i 星0 ．0 6 癌0 0 4 00 2 0 ．O O ．0 ．0 20 2 46 81 0 滑动距离／m m a 法向位移 影响，速度为4 和7m m ／s 时，上下试样间初始有 一个短时的相对滑动，然后进入试样的切向变形阶 段．3 种速率下最大摩擦系数几乎相等，滑行速率 对摩擦系数的影响并不大．在法向位移中，滑行速 率越快，向上移动的速率越慢，即是在保压时溶液 大量的向外渗出，滑行速度太快，环境中的溶液没 有充足的时间进入水凝胶中，所以法向位移很小． P - - O ．5 8M P a 卢7 “i n Im m ／s 懈 4m m ／s 蜒 7 m l n ／s ■ ．4 0 ．3 5 ．3 0 2 5 2 0 ．J 5 ．1 0 ．0 5 ．0 0 02 4 681 0 滑动距离／m m b 摩擦系数 图6P V A s i l k 复合水凝胶的法向位移和摩擦系数随滑行速率变化的关系曲线 F i g ．6V a r i a t i o nc u r v e so fn O r l n a ld i s p l a c e m e n ta n df r i c t i o nc o e f f i c i e n tv s ．s l i d i n gs p e e df o rP V A - S i l kc o m p o s i t eh y d r o g e l 2 ．4 ．4 冷冻一融化次数对P V A S i l k 复合水凝胶 摩擦性能的影响 图7 示出了在接触应力为0 ．5 8M P a 、接触时 间为1r a i n 、滑行速度为1m m ／s 条件下，反复冷 冻一融化次数分别为3 ，5 ，7 次的P V A S i l k 复合水 凝胶法向位移和摩擦系数随滑动位移的变化曲线． 万方数据 第6 期 张德坤等P V A s i l k 复合水凝胶的启动摩擦性能研究8 2 3 曲线表明，冷冻一融化次数为3 ，5 ，7 的复合水凝胶 对应的最大摩擦系数‰分别为0 ．6 9 ，0 ．5 1 ，0 ．2 5 ， 达到最大摩擦系数所用时间t 。分别为7 ．0 7 ， 4 ．8 6 ，3 ．0 2S ．比较可知，反复冷冻一融化次数愈多， 最大摩擦系数愈小，到达滑行平衡所需时间愈小， 这是因为冷冻一融化次数愈多，交联度和结晶度愈 0 ．5 g0 ．4 蠢0 ．3 霎o ．2 燃0 ．1 0 ．0 大，其网状结构致密度愈大，空隙中溶液难以被压 出到环境中，在一定的接触时间，溶液被压到环境 中后，在滑行瞬时因为空隙很小溶液也难以迅速进 入复合水凝胶的网状空隙中．因此，冷冻一融化次数 多的复合水凝胶向上的法向位移最小，达到滑行平 衡所需时间短，切向阻力最小，最大摩擦系数最小． 滑动距离／m m滑动距离／m m a 法向位移 b 摩擦系数 图7P V A S i l k 复合水凝胶的法向位移和摩擦系数随冷冻一融化次数的变化曲线 F i g ．7 V a r i a t i o nc u r v e so fn o r m a ld i s p l a c e m e n ta n df r i c t i o nc o e f f i c i e n tV S ．f r e e z i n g t h a w i n gt i m e sf o r P V A S i l kc o m p o s i t eh y d r o g e l o皓瓜 1 7 3 5 一1 7 3 8 ． J 镉F 匕 [ 4 ] 许风兰，李玉宝，李吉东．纳米羟基磷灰石／聚乙烯 1 P V A S i l k 复合水凝胶与天然软骨具有类 醇复合水凝胶的溶胀性[ J ] 材料工程，2 0 0 5 7 似的交联网状结构，蚕丝纤维在复合水凝胶中分布 “”。 较均匀，未出现团聚现象． x U ．F 。兰1 8 n ’上1 。Y u 。b a o iL I ，J i - ，d o n ．g ．，s ．w e l ．1 i n ．g ．p p 一 2 随反复冷冻一融化次数的增加，P V A S i l k g 。lc o m p 0 。i 。。[ ；] ．J 。l ；五。。l 。E n g i n e e 。r i n g ， 复合水凝胶的交联度增大，结晶度提高，其弹性模 2 0 0 5 7 1 5 - 1 8 ． 量增大，最大法向压缩变形量减小，且其基本恢复 [ 5 ] R E B E C C A HJC ，0 1 v rRD ，D A V I DNK ．F r i c t i o n 变形所需的时间减少；c h a r a e t e r i s t i c so fap o t e n t i a la r t i c u l a rc a r t i l a g eb i o m a 一 3 P V A - S i l k 复合水凝胶在滑动过程中的法t e r i a l [ J ] ．W e a r ，2 0 0 3 ，2 5 5 1 0 6 4 1 0 6 8 ． 向位移变化和最大摩擦系数随接触时间的延长而 [ 6 ] N A N A OH ，H O S O K A W AS ，M O R IS ．R e l a t i o n 增大，随反复冷冻次数的增加而减小；但最大摩擦 b e t w e e nm o l e c u I a 。s t r u c t u r eo fg e l 8a n df r i c t i o n 系数与滑动速率无明显的相关联性．p r o p 盯‘1 。5 u n d e r l o w1 0 a dm w a 钯。L J j J a P 柚8 鸵S o c i e t yo fT r i b l o g i s t s ，2 0 0 1 ，4 6 1 2 9 6 8 9 7 3 ． 参考文献 [ 7 ] 钱善华，王庆良．牛膝关节软骨的摩擦行为研究 口] ．摩擦学学报，2 0 0 6 ，2 6 5 3 9 7 4 0 1 ． [ 1 3K A T T AJK ，M A R C O L O N G OMS L 0 w R N N A N Q I A NS h a 卅h u a ，W A N GQ i n g - l i a n g ．R e s e a r c ho n AM F r i c ‘i 。na n dw 钮rc h a r a c t e r i s t i c so fP V A ／P V P f r i c t i o f Ib e h a v i 。ro mb o v i n ek n ∞a r t i c u l a rc a r t i l a g e h y d r o g e l sa ss y n ‘h e t i ca ’t i c u l a rc a r t i l a g 。[ J ] I E E E ， [ J ] ．T r i b 0 1 0 9 y ，2 0 0 6 ，2 6 5 3 9 7 4 0 1 ． 2 0 0 4 ，4 1 4 2 1 4 3 ． [ 8 3W A N GY o n g z h o r i g ，K I MH y e o n - J o o ，G O R D A N A [ 2 ] W A R A S H I N AH ，S A K A N OS ，K I T A M U R AS ，e t VN ．S t e mc e l l - b a s e d t i s s u ee n g i n e e r i n gw i t hs i l k a l B i o l o g i c a l r e a c t l O nt Oa l u m i n a ’z l r c o m a tt l t a n l t i m b i o m a t e r i a l s [ J ] ． B i o m a t e r i a l s ，2 0 0 6 ， 2 7 6 0 6 4 ． a n dp o l y e t h y l e n ep a r t i c l e si m p l a n t e do n t om u r i n ec a l 一 6 0 8 2 ． v a r i a [ J ] ．B i o m a t e r i a l s ，2 0 0 3 ，2 4 3 6 5 5 3 6 6 1 [ 9 ] 顾正秋。马远征，高瑾，等．人工髓核材料 半晶 [ 3 3 郑裕东，壬迎军，陈晓峰，等．溶胶‘凝胶法原位复合 聚乙烯醇水凝胶弹性体 的研制[ 刀．生物医学工程 P V A ／H A 水凝胶的结构表征与性能研究[ J ] ．高等 学杂志，2 0 0 4 。2 1 3 3 4 7 ．3 4 9 ． 学校化学学报，2 0 0 5 ，2 6 9 1 7 3 5 ’1 7 3 8 ． G Ug h e n g - q i u ，M AY u a n - z h e n g ．G A OJ i n ，e ta 1 ． Z H E N GY u 。d o n g ，W A N GY i n g - j u n C H E NX i a o - D e v e l o p m e n to fa r t i f i c i a l d i s cn u c l e u sm a t e r i a l s f e n g ，e ta LC h a r a c t e r i z a t i o na n dp r o p e r t i e so fp o l y S e m i c r y s t a l l i n eP o l y v i n y lA l c o h o lH y d r o g e lE l a s t o 一 v i n y la l c o h 0 1 ／h y d r o x y I a p a t i t eh y d r o g e l sp r e p a r e d m e r s [ J ] ．J o u r n a lo fB i o m e d i c a lE n g i n e e r i n g 。2 0 0 4 ， b yc o m p o u n di ns i t uw i t hs o l - g e lm e t h o d [ J ] ．C h e m i 一 2 1 3 I3 4 7 3 4 9 ． c a lR e s e a r c hI nC h i n e s eU n i v e r s i t i e s ，2 0 0 5 ，2 6 9 责任编辑姚志昌 茎匡～ 瓣一 万方数据