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仿生层状聚乙烯醇水凝胶润滑材料的设计、制备和摩擦性能研究
1
作者
袁浩航
赵晓铎
+5 位作者
赵蔚祎
理仁杰
叶谦
刘淑娟
于波
麻拴红
《摩擦学学报(中英文)》
CSCD
北大核心
2024年第11期1592-1601,共10页
聚乙烯醇(PVA)水凝胶因其具有良好的机械性能和生物相容性被视为理想的软骨替代材料,但其单一结构难以满足实际应用复杂工况的需求.关节软骨是覆盖在关节骨端表面的结缔组织,独特的层状结构及表面状态使其具有优异的润滑功能.受关节软...
聚乙烯醇(PVA)水凝胶因其具有良好的机械性能和生物相容性被视为理想的软骨替代材料,但其单一结构难以满足实际应用复杂工况的需求.关节软骨是覆盖在关节骨端表面的结缔组织,独特的层状结构及表面状态使其具有优异的润滑功能.受关节软骨复合结构及其润滑机制启发,本文中基于界面分子链渗透互穿和多次溶剂交换的方法,制备出具有优异机械性能和润滑性能的仿生层状PVA水凝胶.首先将PVA溶解于二甲基亚砜(DMSO)中获得不同质量分数的溶液,高质量分数溶液用于制备承载基底.随后向低质量分数PVA溶液中加入多糖润滑物质(羧甲基壳聚糖,CMCS),原位浇筑到承载基底表面以构建润滑层,通过多次溶剂交换实现层状凝胶整体结构强韧化.通过调控溶剂交换时间和CMCS添加量实现仿生层状PVA水凝胶的机械性能和润滑性能的优化,明确表面模量与摩擦性能之间的关系.与具有单一网络结构的PVA水凝胶相比,该仿生层状水凝胶具有更低的摩擦系数,摩擦系数在长时间测试(往复循环36000次)中保持稳定(摩擦系数<0.05),研究结果为设计PVA基水凝胶润滑材料提供了新的思路.
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关键词
聚乙烯醇
层状水凝胶
仿生设计
减摩润滑
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职称材料
题名
仿生层状聚乙烯醇水凝胶润滑材料的设计、制备和摩擦性能研究
1
作者
袁浩航
赵晓铎
赵蔚祎
理仁杰
叶谦
刘淑娟
于波
麻拴红
机构
西北工业大学、先进润滑与密封材料研究中心、凝固加工国家重点实验室
中国科学院兰州化学物理研究所固体润滑国家重点实验室
出处
《摩擦学学报(中英文)》
CSCD
北大核心
2024年第11期1592-1601,共10页
基金
中国科学院战略性先导科技专项(XDB 0470201)
中国科学院“西部之光”项目(xbzg-zdsys-202211)
+1 种基金
国家自然科学基金(22032006,52075522,52322506)
甘肃省科技重大专项(23ZDGA011)资助。
文摘
聚乙烯醇(PVA)水凝胶因其具有良好的机械性能和生物相容性被视为理想的软骨替代材料,但其单一结构难以满足实际应用复杂工况的需求.关节软骨是覆盖在关节骨端表面的结缔组织,独特的层状结构及表面状态使其具有优异的润滑功能.受关节软骨复合结构及其润滑机制启发,本文中基于界面分子链渗透互穿和多次溶剂交换的方法,制备出具有优异机械性能和润滑性能的仿生层状PVA水凝胶.首先将PVA溶解于二甲基亚砜(DMSO)中获得不同质量分数的溶液,高质量分数溶液用于制备承载基底.随后向低质量分数PVA溶液中加入多糖润滑物质(羧甲基壳聚糖,CMCS),原位浇筑到承载基底表面以构建润滑层,通过多次溶剂交换实现层状凝胶整体结构强韧化.通过调控溶剂交换时间和CMCS添加量实现仿生层状PVA水凝胶的机械性能和润滑性能的优化,明确表面模量与摩擦性能之间的关系.与具有单一网络结构的PVA水凝胶相比,该仿生层状水凝胶具有更低的摩擦系数,摩擦系数在长时间测试(往复循环36000次)中保持稳定(摩擦系数<0.05),研究结果为设计PVA基水凝胶润滑材料提供了新的思路.
关键词
聚乙烯醇
层状水凝胶
仿生设计
减摩润滑
Keywords
PVA
Layered hydrogel
Bionic design
Antifriction lubrication
分类号
TH117.2 [机械工程—机械设计及理论]
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题名
作者
出处
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1
仿生层状聚乙烯醇水凝胶润滑材料的设计、制备和摩擦性能研究
袁浩航
赵晓铎
赵蔚祎
理仁杰
叶谦
刘淑娟
于波
麻拴红
《摩擦学学报(中英文)》
CSCD
北大核心
2024
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