مطالعه تجربی رفتار سایشی نانوکامپوزیت‌های UHMWPE/zeolite

Abstract

در این پژوهش، تاثیر نانو ذرات زئولیت بر خواص سایشی پلی اتیلن با وزن مولکولی بسیار بالا که کاربرد فراوانی در ایمپلنت‌های ارتوپدی دارند، مورد مطالعه قرار گرفته است. بهبود خواص تریبولوژی این پلیمر، از جمله چالش‌های صنعت پزشکی می‌باشد و تاثیر مستقیم بر عمر ایمپلنت‌های ارتوپدی دارد. نمونه‌های استوانه‌ای نانوکامپوزیتی بر پایه آمیخته پلی اتیلن با وزن مولکولی بسیار بالا حاوی نانوذرات زئولیت (2، 4 و 6 قسمت وزنی) به روش اکسترودر و قالب‌گیری تزریقی تولید شد. شکل شناسی نمونه‌ها با میکروسکوپ الکترونی روبشی مطالعه شد. با استفاده از آزمون پین روی دیسک، مقدار سایش، دما و ضریب اصطکاک تحت نیروی فشاری N 50 و سرعت ثابت m/s 5/0 اندازه‌گیری شد. مقدار سایش، دما و ضریب اصطکاک در نمونه حاوی 4 قسمت وزنی از نانو زئولیت، پس 4500 متر، به‌ترتیب حدود 56، 32 و 26 درصد کمتر از نمونه پلی اتیلنی خالص مشاهده شد. در مقابل، بکارگیری 6 قسمت وزنی از نانو ذرات زئولیت، منجر به کلوخه شدن ذرات و افزایش مقدار سایش، دما و ضریب اصطکاک، نسبت به نمونه‌های نانوکامپوزیتی شد. علاوه‌براین، مورفولوژی نمونه‌های نانوکامپوزیتی، پس از آزمون، سطح صافتر و با آثار سایش خراشی کم عمق تر نسبت به سطح ساییده شده نمونه پلی اتیلنی خالص نشان داد.