羟基磷灰石的表面改性对羟基磷灰石/聚醚醚酮复合材料力学和摩擦性能的影响

胡雅菲¹，单英杰¹，邱丽^1,2，陈永康²，刘旭光^2,3，刘光焕¹

1. 太原理工大学化学化工学院2. 太原理工大学新材料界面科学与工程教育部重点实验室3. 太原理工大学材料科学与工程学院

摘 要：采用共沉淀法制备纳米羟基磷灰石(HA),并用硅烷偶联剂KH560对其进行表面改性;然后,以聚醚醚酮(PEEK)为基体,通过热压成型工艺制备原始HA/PEEK与改性HA/PEEK复合材料。考察两种HA的引入对复合材料结构、力学性能和摩擦性能的影响。利用XRD、FTIR、FESEM、拉伸测试、DMA和摩擦测试对两种HA/PEEK复合材料的结构和性能进行了表征。结果表明:HA表面引入了硅烷偶联剂KH560;改性前后HA的晶型结构没有明显改变;两种HA对PEEK基体的结晶结构也没有产生影响;改性HA在PEEK基体中分散均匀;与纯PEEK相比,10wt%改性HA/PEEK复合材料的储能模量增加了55.56%,玻璃化温度增加了3.6℃,磨痕深度降低了31.1%,有效改善了复合材料的热力学性能和摩擦性能;改性HA/PEEK拉伸强度为68.33MPa,能够满足人骨的强度要求。

关键词：共沉淀法;羟基磷灰石;聚醚醚酮;力学性能;摩擦性能;