刘思梅，刘伟华，鲁曼丽，张文礼，沈蓉芳，王谋华

（1.中国科学院上海应用物理研究所,上海 201800；2.中国科学院大学,北京 100049）

超高分子量聚乙烯（UHMWPE）是分子量超过1.5×106、无支链的线性聚乙烯［1］，属于半结晶型聚合物，具有耐化学腐蚀性、耐磨损性、抗冲击性、自润滑性和生物相容性等众多优异性能［2～5］，广泛应用于化工、运输、机械和航空航天等领域.UHMWPE是目前唯一可用于制造人工关节的高分子材料，其作为人体植入物的研制一直是该领域的研究热点［6～8］.

UHMWPE材料在人工关节中的作用类似于人体的关节软骨，在使用过程中承载着较大的冲压和摩擦负荷，因此，UHMWPE材料的耐损耗性能将直接决定着人工关节的使用寿命［9，10］.长期的临床研究发现，经过辐照交联后的UHMWPE关节材料耐磨擦性能显著提高［11，12］，这主要是由于辐射交联反应在UHMWPE中形成了大分子三维网状结构，限制了分子链间的相互运动，进而提高了UHMWPE的耐磨性.但是，辐照处理过程产生的陷落自由基会与氧气发生一系列的后续反应，造成UHMWPE植入体分子量降低和力学性能恶化［13～15］，使植入体的耐久性和使用寿命下降［16］.植入体的老化需要数年的时间.为了模拟植入体在体内的氧化老化过程，ASTM标准方法［17］试验条件为70℃、5×105Pa O2下加速老化14 d，其实质是加速辐射诱导自由基的氧化过程.聚乙烯材料的辐射诱导自由基研究主要在无氧、惰性气氛或空气条件下进行，高氧分压下的自由基演变行为还未见报道.本文采用提高氧分压的手段研究氧……