C vitamini kullanılarak indirgenmiş grafen oksit (Rgoc) katkılı ultra yüksek moleküler ağırlıklı polietilen (Uhmwpe) kompozitlerin üretimi ve karakterizasyonu

Ultra yüksek moleküler ağırlıklı polietilen (UHMWPE), düşük sürtünme katsayısı, yüksek aşınma direnci ve biyouyumluluğu ile yapay kalça ve diz implantlarında yaygın olarak kullanılmaktadır. Ancak, düşük elastisite modülü, düşük yük taşıma ve düşük yorulma önleme kapasitesi gibi bazı dezavantajlı özelliklerinden dolayı uygulama alanı sınırlıdır ve UHMWPE bileşenlerinin aşınma ürünleri implant kaybına sebep olmaktadır. Bu amaçla, C vitamini ile sentezlenen indirgenmiş grafen oksit (RGOC) dolgusu, özellikle aşınmaya karşı gelişmiş özelliklere sahip kompozit malzemeler üretmek için UHMWPE matriksine dahil edilmiştir. Kompozitlerin mikroyapısal ve tribolojik özelliklerini araştırmak için RGOC dolgusunun farklı ağırlıkça (ağ.) % değerleri (0.1, 0.3, 1.0 ve 2.0 ağ.%) ilave edilerek UHMWPE/RGOC kompozitleri önce sıvı faz ultrasonik karıştırma ardından sıcak pres kalıplama ile üretilmiştir. Kompozitlerin aşınma ve sürtünme davranışları, kuru kayma, saf su, serum fizyolojik çözeltisi ve Hank sıvıları ortamlarında, ileri-geri aşınma test cihazı ile karşı malzeme olarak Al2O3 bilye kullanılarak incelenmiştir. Kompozitlerin mikroyapısal analizlerinin sonuçları, RGOC dolgusunun polimer matrikste iyi dağıldığını ve RGOC-UHMWPE arasındaki etkileşimi doğrulamıştır. UHMWPE/RGOC kompozitler saf su ortamında serum fizyolojik çözeltisi ve Hank sıvıları ortamlarına göre saf su ve RGOC'nin yağlayıcı etkisinden dolayı en düşük sürtünme katsayısı değerlerine sahip olmuşlardır. Ancak serum fizyolojik çözeltisi ve Hank sıvılarının yüzey ıslatma kabiliyetlerinin yüksek olması nedeniyle kuru kayma ve saf su ortamına göre kompozitlerin aşınma hızı değerleri bu ortamlarda daha düşük bulunmuştur. Ayrıca polimer matrikse RGOC ilavesi ile yorulma aşınması izleri tüm ortamlarda önemli derecede azalmıştır. Yüksek sertliğe, en yüksek kristalliğe ve en az miktarda aşınma ürünlerine sahip ağ.%1.0 RGOC içeren kompozitin tüm koşullarda en düşük sürtünme katsayısı ve aşınma hızına sahip olduğu belirlenmiştir. Bu çalışmanın sonucunda UHMWPE yerine biyomalzeme olarak iyi tribolojik davranış sergileyen bu kompozitin kullanılması önerilebilir.