福照之后，不進(jìn)行熱處理。
[0134] 還評價兩種對照物材料。將凈⑶R1020 UHMffPE壓實，退火以減輕殘余的應(yīng)力，并 保持在未經(jīng)輻照的狀態(tài)（材料D-未用過的）。此外，將凈GUR1020 UHMffPE壓實，退火以減 輕殘余的應(yīng)力，γ-福照，其中標(biāo)稱劑量為IOMrad(IOOkGy)，再恪融以穩(wěn)定高度交聯(lián)的材料 (材料 E-10-XLPE)。
[0135] 為了評定這些材料的抗氧化性，采用與在ASTM D3895-07中所描述的類似的方式， 使用Netzsch 204 FlPhoenix(Huntersville，NC)差示掃描量熱器（DSC)進(jìn)行氧化-誘 導(dǎo)-時間（OIT)實驗。將板狀樣品從材料的內(nèi)部移除，稱重至0.0 lmg的分辨率，并且質(zhì)量 在9-llmg范圍內(nèi)。將每個樣品在鋁坩堝中卷曲，并在蓋中穿孔以允許氣體流動。將蓋中有 孔的空的鋁坩堝用作參比樣品。每種材料評價三個樣品（η = 3)。
[0136] OIT實驗已用于快速評定多種聚合物的氧化穩(wěn)定性，包括用UHMffPE的有限數(shù)量的 研究。如圖3a所示，每個OIT實驗從在30°C下10分鐘的等溫部分開始，其中氮氣流速為 50mL/分鐘。該步驟用于從室和鋁坩堝中吹掃氧，在加熱期間保持樣品以避免氧化。隨后 以20°C /分鐘加熱爐和樣品，以保持溫度（T)，在本實驗中所述溫度為190°C，并保持10分 鐘，使得樣品和爐實現(xiàn)平衡（圖3a)。在時間^時，停止氮氣流，并立即開始50mL/分鐘的 氧氣流。將爐和樣品的溫度保持在T，直至觀察到放熱反應(yīng)（圖3b)，這意味著在樣品中發(fā) 生氧化。該放熱的外推的開始時間確定為t2，并且將0ΙΤ( τ )計算為^和12之間的差異。 對經(jīng)添加劑穩(wěn)定的聚合物觀察到的誘導(dǎo)時間在傳統(tǒng)上解釋為穩(wěn)定劑的逐步消化，隨后是在DSC中可測量的放熱氧化反應(yīng)（圖3b)。結(jié)果是，較大的氧化-誘導(dǎo)時間說明較大的抗氧化 性。
[0137] 在本實驗中，標(biāo)準(zhǔn)對照物材料均表現(xiàn)出氧化-誘導(dǎo)時間為0,這意味著在該保持溫 度下引入氧氣流時它們立即氧化（圖4)。與此相比，發(fā)現(xiàn)含有500ppm Vit E的高度交聯(lián) 的共混物（材料A)表現(xiàn)出OIT為3分鐘，而含有500ppm姜黃素的高度交聯(lián)的共混物（材 料B)的OIT為10分鐘（圖4)?；诨旌衔锏囊?guī)則（方程式5)和本領(lǐng)域已知的抗氧化劑 濃度和誘導(dǎo)時間之間的線性關(guān)系，對于Vit E和姜黃素的I : 1共混物（材料C)，人們預(yù)期 OIT為約6. 5分鐘。
[0138] OITmix= 0. 5(0ITa+0ITb) (5)
[0139] 其中：0ITMlx為混合物的0ΙΤ，
[0140] OITa為在UHMffPE中物質(zhì)a的0ΙΤ，并且
[0141] OITb為在 UHMffPE 中物質(zhì) b 的 0ΙΤ。
[0142] 然而，發(fā)明人已發(fā)現(xiàn)，含有Vit E和姜黃素二者的共混物（材料C)導(dǎo)致OIT為9 分鐘（圖4)，基于方程式5,這比預(yù)期的高38%。
[0143] 通過單軸拉伸和懸臂梁式?jīng)_擊試驗評價這些材料的機(jī)械性質(zhì)。根據(jù)ASTM D638-03 進(jìn)行單軸拉伸試驗。在這些試驗中，厚度為3. Omm的IV型樣品以5. 08cm/分鐘進(jìn)行試驗， 直至斷裂（failure)。通過該試驗衍生多種度量。材料的屈服強(qiáng)度（YS)定義為從彈性變 形到塑性變形的轉(zhuǎn)變，并且通常確定為接近線性彈性區(qū)端點的應(yīng)力。最終拉伸強(qiáng)度（UTS) 為在試驗期間樣品經(jīng)歷的最高應(yīng)力，斷裂伸長率（EL)為在斷裂時樣品長度的百分比變化。 根據(jù)ASTM F648-07進(jìn)行懸臂梁式?jīng)_擊試驗。在該試驗中，通過擺錘使含有兩個剃刀般鋒利 (razor-sharp)凹痕的UHMffPE標(biāo)準(zhǔn)樣品斷裂。斷裂樣品所需的能量的量為懸臂梁式抗沖強(qiáng) 度。因此，需要更多斷裂能量的樣品具有提高的韌性和較高的懸臂梁式抗沖強(qiáng)度。
[0144] 典型地，隨著交聯(lián)密度提高，UHMffPE的最終拉伸強(qiáng)度（UTS)下降?；谠摮Ｒ婈P(guān) 系，相對于材料A和B，材料C降低的UTS (表1)表明在材料C中發(fā)生更高的交聯(lián)水平。
[0145] 表 1
[0148] 基于這些結(jié)果，顯然，向Vit E/UHMWPE共混物中加入姜黃素改進(jìn)材料的抗氧化性， 同時能降低Vit E含量。結(jié)果是，在材料C中得到給定的交聯(lián)密度和耐磨性所需的輻照劑 量可降低并導(dǎo)致抗氧化性的另外改進(jìn)。或者，輻照劑量可保持在IOMrad，并導(dǎo)致與材料A相 比改進(jìn)的耐磨性和抗氧化性二者。
[0149] 實施例3
[0150] 將凈⑶R1020 UHMffPE樹脂與以下共混：
[0151] ?材料A-dl-α-生育酚（維生素 E或Vit E)，標(biāo)稱濃度為500ppm(0. 05%重量），
[0152] ?材料F-dl- a -生育酚和二季戊四醇（DPE)，一種非抗氧化劑多元醇，標(biāo)稱濃度各 自為 300ppm(0.03% 重量）。
[0153] 隨后通過壓塑將這些材料壓實，退火以減輕殘余的應(yīng)力，隨后γ-輻照，其中標(biāo)稱 劑量為IOMrad(IOOkGy)。在福照之后，不進(jìn)行熱處理。
[0154] 再一次，還評價兩種對照物材料。將凈⑶R1020 UHMffPE壓實，退火以減輕殘余的 應(yīng)力，并保持在未經(jīng)輻照的狀態(tài)（材料D-未用過的）。此外，將凈GUR1020 UHMffPE壓實，退 火以減輕殘余的應(yīng)力，γ-輻照，其中標(biāo)稱劑量為IOMrad(IOOkGy)，并再熔融以穩(wěn)定高度交 聯(lián)的材料（材料E-10-XLPE)。如實施例2,通過OIT實驗在190°C的保持溫度下評定這些材 料的抗氧化性。
[0155] 當(dāng)在190°C下開始氧氣流時，標(biāo)準(zhǔn)對照物材料立即氧化（圖5)，這導(dǎo)致OIT為0。與 500ppm Vit E共混的UHMffPE (材料A)導(dǎo)致OIT為3分鐘（圖5)。將300ppm DPE加入僅 含300ppm Vit E的UHffMPE的共混物（材料F)導(dǎo)致OIT為8分鐘，這代表提高166 %。因 此，加入第二添加劑（DPE)，與Vit E-起，改進(jìn)抗氧化性，同時使得Vit E的濃度降低40%， 這將導(dǎo)致改進(jìn)的交聯(lián)效率。盡管已知DPE不是抗氧化劑，因此如果單獨地與UHMffPE組合則 在理論上表現(xiàn)出OIT為0的事實，但是出現(xiàn)了這種改進(jìn)的抗氧化性。相對于材料A，材料F 降低的最終拉伸強(qiáng)度（UTS)表明材料F中更高的交聯(lián)水平（表1)。結(jié)果是，相對于材料A， 得到給定的交聯(lián)密度和耐磨性所需的輻照劑量可降低，這也導(dǎo)致改進(jìn)的抗氧化性和機(jī)械性 質(zhì)，特別是延展性和韌性。
[0156] 或者，人們可在Vit E/DPE共混物中進(jìn)一步降低Vit E濃度，以提供改進(jìn)的耐磨 性，以及與材料A等同的抗氧化性。
[0157] 實施例4
[0158] 將凈⑶R1020 UHMffPE樹脂與以下共混：
[0159] ?材料B-純化的姜黃素，或二阿魏酰甲烷（97. 7%，通過HPLC)，標(biāo)稱濃度為 500口?111(0.05%重量），
[0160] ?材料G-純化的姜黃素，或二阿魏酰甲烷（97. 7%，通過HPLC)，和二季戊四醇 (0?幻（一種非抗氧化劑多元醇），標(biāo)稱濃度各自為300??111(0.03%重量）。
[0161] 隨后通過壓塑將這些材料壓實，退火以減輕殘余的應(yīng)力，隨后γ -輻照，其中標(biāo)稱 劑量為IOMrad(IOOkGy)。在福照之后，不進(jìn)行熱處理。
[0162] 再一次，還評價兩種對照物材料。將凈⑶R1020 UHMffPE壓實，退火以減輕殘余的 應(yīng)力，并保持在未經(jīng)輻照的條件（材料D-未用過的）。此外，將凈GUR1020 UHMffPE壓實，退 火以減輕殘余的應(yīng)力，γ-輻照，其中標(biāo)稱劑量為IOMrad(IOOkGy)，并再熔融以穩(wěn)定高度交 聯(lián)的材料（材料E-10-XLPE)。如實施例2,通過OIT實驗在190°C的保持溫度下評定這些材 料的抗氧化性。
[0163] 當(dāng)在190°C下開始氧氣流時，標(biāo)準(zhǔn)對照物材料立即氧化（圖6)，這導(dǎo)致OIT為0。材 料B表現(xiàn)出OIT為10分鐘（圖6)。將300ppm DPE加入僅含300ppm姜黃素的UHffMPE的共 混物（材料G)導(dǎo)致抗氧化性與材料B大致等同。盡管已知DPE不是抗氧化劑，因此如果單 獨地與UHMffPE組合則在理論上表現(xiàn)出OIT為0的事實，但是出現(xiàn)了這種改進(jìn)的抗氧化性。 材料G的UTS降低（表1)表明得到較大程度的交聯(lián)，這將導(dǎo)致改進(jìn)的耐磨性?；蛘撸鄬?于材料B，人們可使用更低的γ -輻射劑量輻照材料G以實現(xiàn)等同的耐磨性、類似的UTS和 改進(jìn)的抗氧化性。
[0164] 由于在不偏離本發(fā)明的范圍的情況下，參考相應(yīng)的舉例說明，可對上述示例性實 施方案作出多種修改，因此在前述說明中包含的和在附圖中顯示的所有內(nèi)容旨在應(yīng)解釋為 說明性的而不是限制性的。雖然本文中描述的大多數(shù)實施例涉及UHMWPE，但是可使用任何 其他聚合物。因此，本發(fā)明的寬度和范圍不應(yīng)局限于任何上述示例性實施方案，而應(yīng)僅根據(jù) 隨附權(quán)利要求和它們的等價來限定。
[0165] 參考文獻(xiàn)
[0166] 除了優(yōu)先權(quán)申請（2009年5月4日提交的美國臨時專利申請61/175,308號，本 申請要求該臨時專利申請的優(yōu)先權(quán)，并且該臨時專利申請通過全文引用結(jié)合到本文中）以 外，在說明書中提及的專利、專利申請和出版物指示本發(fā)明所屬領(lǐng)域普通技術(shù)人員的技能 水平。它們還旨在以嚴(yán)格非限制性的方式說明本發(fā)明所屬領(lǐng)域普通技術(shù)人員在本發(fā)明時已 知的情況。它們不旨在以任何方式限制本文描述的本發(fā)明。
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