• Macromolecular Research
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• 제14권4호
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• pp.430-437
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• 2006

The ultra-drawing process of an ultra high molecular weight polyethylene (UHMWPE) gel film was examined by incorporating linear low-density polyethylene (LLDPE) and $BaTiO_3$ nanoparticles. The effects of LLDPE and the draw ratios on the morphological development and mechanical properties of the nanocomposite membrane systems were investigated. By incorporating $BaTiO_3$ nanoparticles in the UHMWPE/LLDPE blend systems, the ultra-drawing process provided a highly extended, fibril structure of UHMWPE chains to form highly porous, composite membranes with well-dispersed nanoparticles. The ultra-drawing process of UHMWPE/LLDPE dry-gel films desirably dispersed the highly loaded $BaTiO_3$ nanoparticles in the porous membrane, which could be used to form multi-layered structures for electronic applications in various embedded, printed circuit board (PCB) systems.

• 폴리머
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• 제27권4호
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• pp.307-312
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• 2003

고밀도 폴리에틸렌 (HDPE)과 초고분자량 폴리에틸렌 (UHMWPE)을 혼합하여 중공사막을 제조하고, 이의 형태구조와 물성 변화를 조사하였다. 분자량 측정과 FT-IR을 이용한 분석 결과, 상품화된 중공사막(Sterapore)은 고분자량의 HDPE로 제조되었으며, 표면은 친수성 고분자인 비닐 알코올/비닐 아세테이트 공중합체로 코팅되어 높은 수투과도를 갖는 이유를 규명하였다. HDPE/UHMWPE 블렌드에서 UHMWPE의 혼합 한계 조성비는 10 wt% 이하이며, UHMWPE의 분산성을 높이기 위하여 혼합과정에서 광유를 도입하여야 할 것으로 판단되었다. 제조된 HDPE/UHMWPE 블렌드 중공사의 기계적 물성과 막 구조는 Sterapore와 유사하였다.

• Macromolecular Research
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• 제17권8호
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• pp.603-608
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• 2009

Novel ultra-high molecular weight polyethylene (UHMWPE)/zirconia composites were previously prepared by the in situ polymerization of ethylene using a Ti-based Ziegler-Natta catalyst supported on to the surface of zirconia, as a bearing material for artificial joints. Tribological tests revealed that a uniform dispersion of zirconia in UHMWPE markedly increased the wear resistance. The effects of zirconia content on the oxidation behavior of the ${\gamma}$-ray-treated UHMWPE/zirconia composite surfaces were examined. The oxidation index that estimates the oxidation degree as the content of total carbonyl compounds was monitored using Fourier transform infrared spectroscopy-attenuated total reflectance. The changes in the surface composition due to the oxidation were confirmed by electron spectroscopy for chemical analysis. The extent of oxidation decreased with increasing zirconia content, which was attributed to the increased crystallinity as well as the decreased polymer portion of the UHMWPE/zirconia composites.

• Macromolecular Research
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• 제12권1호
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• pp.141-143
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• 2004

We have investigated the dynamic mechanical behavior of ultra-high molecular weight polyethylene (UHMWPE) irradiated with varying doses of gamma rays. A relaxation peak in the loss factor curve, which has not been reported previously in the literature, is observed at a temperature above the crystal melting temperature. The peak is unique to UHMWPE and appears to be related to the high degree of entanglement. Because the temperature and intensity of the peak are reduced by irradiation-induced chain scission and crosslinking, respectively, we believe that the peak is associated with disentanglement relaxation. The behavior of the storage modulus in the melt state agrees with the classical theory of rubber elasticity.

• 폴리머
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• 제34권5호
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• pp.454-458
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• 2010

본 연구에서는 인공관절 베어링 부품으로 가장 널리 사용되는 초고분자량 폴리에틸렌(UHMWPE)을 대상으로 6가지 감마선 조사 방법에 따른 UHMWPE의 미세구조 변화를 비교 분석하였다. 감마선을 조사하지 않은 폴리에틸렌(UGI)과 비교하여, 기존의 멸균처리에 해당하는 공기 중 상온에서 감마선 조사한 폴리에틸렌(AR)의 결정화도와 가교 정도는 유의한 차이를 보이며 증가하였다. 감마선 조사 환경 중, 상온에서의 산소(AR)와 진공상태(VR) 영향을 비교하면, AR과 VR의 결정화도는 유의한 차이가 없었으며, VR의 가교정도는 유의한 차이를 보이며 증가하였다. 감마선 조사 환경 중, 진공상태에서의 상온(VR)과 극저온(V77) 영향을 비교하면, 결정화도와 가교정도 모두 유의한 차이가 없었다. 그러나, VR과 V77에서의 가교정도는 AR에서의 가교정도보다 유의한 차이를 보이며 증가하였다. 3가지 감마선 조사 환경에 대하여 감마선 조사 이후 열처리(/S) 영향을 비교하면, 결정화도는 AR/S와 VR/S에서 유의한 차이가 없었으나, V77/S에서는 유의한 차이를 보이며 감소하였다. 또한, 가교정도는 AR/S와 V77/S에서 유의한 차이를 보이며 증가하였으며, VR/S에서는 유의한 차이가 없었다.

• 폴리머
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• 제31권5호
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• pp.428-435
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• 2007

종류가 다른 두 가지 유기화 점토를 사용하여 얻은 초고분자량 폴리에틸렌(UHMWPE) 나노복합재료의 열적, 기계적 성질 및 기체 투과도를 서로 비교하였다. UHMWPE 복합체 필름을 얻기 위해 유기화 점토로는 헥사메틸렌 벤즈이미다졸-마이카($C_{16}BIMD-Mica$)와 Cloisite 25A가 사용되었다. 용액 삽입법을 이용하여 UHMWPE에 여러 다른 농도의 유기화 점토를 분산시켜 나노 크기의 복합재료를 합성하였다. 투과 전자 현미경(TEM)을 이용하여 비록 일부는 뭉쳐진 점토의 형태를 나타내었지만 한편으로는 점토가 나노 크기로 고루 분산되었음을 확인하였다. 약간의 유기화 점토 첨가(1-3 wt%) 만으로도 순수한 UHMWPE에 비해서 나노복합재료의 열적, 기계적 성질 및 기체투과도 성질이 높아짐을 알았다. 또한 전체적으로는 첨가된 두가지 유기화 점토 모두 적당한 농도에서 UHMWPE의 물성 증가에 큰 효과가 있었으며, 매트릭스 고분자에 사용된 두 가지 충전제중 Cloisite 25A가 $C_{16}BIMD-Mica$ 보다더 우수한 물성을 보였다.

• Journal of Mechanical Science and Technology
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• 제17권9호
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• pp.1332-1338
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• 2003

To estimate the true wear rate of polyethylene acetabular cups used in total hip arthroplasty, the dynamic compressive creep deformation of ultra-high molecular weight polyethylene (UHMWPE) was quantified as a function of time, load amplitude, and radial location of the specimen in the extruded rod stock. These data were also compared with the creep behavior of polyethylene observed under static loading. Total creep strains under dynamic loading were only 64％, 70％, and 61％ of the total creep strains under static loading at the same maximum pressures of 2 MPa,4 MPa, and 8 MPa, respectively. Specimens cut from the periphery of the rod stock demonstrated more creep than those cut from the center when they were compressed in a direction parallel to the extrusion direction (vertical loading) whereas the opposite was observed when specimens were compressed in a direction perpendicular to the extrusion direction (transverse loading). These findings show that creep deformation of UHMWPE depends upon the orientation of the crystalline lamellae.

• KSTLE International Journal
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• 제2권1호
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• pp.55-58
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• 2001

The most widely-used orthopaedic grade polymer bearing liner material, ultrahigh molecular weight polyethylene (UHMWPE), for the total joint arthroplasty degrades after gamma-irradiation sterilization through the progressive oxidation in a shelf and in vivo. Oxidative degradation makes UHMWPE brittle and leads to decrease in mechanical properties. In this study the relationship between post-gamma-irradiation aging time and wear of UHMWPE was investigated. Six retrieved polyethylene hip liners implanted for 3-16 years and then stored in air for 1.5-6.5 years until tests were used. Two types of pin-on-disk wear testing were conducted by the uni-directional repeat pass rotating and by the linear reciprocating stainless steel disks against stationary polyethylene pins under 4Mpa at 1Hz with bovine serum lubrication in ambient environment. Wear of retrieved polyethylene hip liners does not have direct correlation with in vivo or total aging time. Linear reciprocal sliding motion generated more remarkable wear than uni-directional repeat pass sliding motion. It indicates that kinematic motion affects very crucially on the wear of aged UHMWPE having brittle white band region.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.223-224
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• 2009

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제20권1호
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• pp.37-44
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• 1999

인공 슬관절에 사용되는 초고분자량 폴리에틸렌(Ultra-high molecular weight polyethylene : UHMWPE)의 마모는 삽입물의 수명을 결정하는 주요 요인으로 작용한다. UHMWPE의 마모로 입자가 발생하여 조직반응을 일으키고 이에 따른 일련의 반응으로 골용해가 일어나 인공관절의 실패의 원인으로 작용한다. 여러 보고들에 의하면 관절 운동시 발생하는 접촉응력은 UHMWPE의 마모에 영향을 미치는 주요한 인자 중 하나로 알려져 있다. 그러나 이러한 보고들은 관절 접촉면에서의 접촉 조건만을 고려했고 UHMWPE 삽입물을 지지하고 있는 금속 지지판과의 접촉면에서의 접촉 조건은 고려하지 않았다. 본 연구에서는 이러한 접촉 조건들을 고려하여 UHMWPE의 모양, 두께, 마찰, 굴곡 정도 그리고 구성 요소들에 대한 UHMWPE 표면과 내부에서의 응력해석을 통해 이들 변수가 UHMWPE의 마모현상에 미치는 영향을 알아보았다. UHMWPE의 모양에 따른 관절의 일치정도(conformity)에 대한 영향의 경우, 일치정도가 높은 모델이 응력을 줄여줄 수 있는 유형으로 나타났으며, 금속 지지판과의 접촉면에서 접촉조건을 준 경우가 완전히 결합된 것으로 가정한 경우보다 UHMWPE 내부에서의 최대 응력이 1-2mm 더 아래에서 나타났다. 또한 UHMWPE로만 된 유형이 금속 지지판이 있는 유형보다 낮은 응력분포를 보여줌으로써 높은 응력으로 인한 UHMWPE의 마모와 균열을 줄이기 위해서는 UHMWPE로만 된 유형의 삽입물의 사용이 좋을 것으로 사료되었다.