Impact of texturing on sliding wear behaviour of UHMWPE

Impact de la texture sur le comportement à usure du PEUHPM

Fatima Eddoumy (1)

1 IMFS - Institut de Mécanique des Fluides et des Solides

Ultra-high molecular weight polyethylene (UHMWPE) is a material widely used as bearing material in joint prostheses whose durability depends on its chemical and mechanical properties. One of the main steps in the production of UHMWPE parts for prostheses is an irradiation-induced cross-linking that considerably improves wear resistance, but at the same time lowers drastically the chemical stability, tensile strength, and toughness of UHMWPE.Texturing like e.g. the formation of a stretched molecular network, could be an alternative treatmentto cross-linking, since it can increase strength and toughness of a polymer without altering itschemical properties. However, little information is yet available about the effect of chain orientationon the sliding and wear behaviour of textured UHMWPE. In this PhD thesis, the effect of the chainorientation state on the sliding and wear behaviour of UHMWPE is investigated as well as the underlying mechanisms.

Le polyéthylène à ultra-haut poids moléculaire (PE-UHPM) est un matériau utilisé comme composant d’appui dans les prothèses articulaires, dont la durabilité dépend des propriétés chimiques et mécaniques de ce polymère. Une des principales étapes de la production de composants en PE-UHPM pour les prothèses est la réticulation par irradiation qui améliore considérablement la résistance à l'usure, mais dans le même temps, réduit drastiquement la stabilité chimique, la résistance à la traction et la résistance à la fracture du PE-UHPM. La texturation, définit comme un procédé induisant la formation d'un réseau de molécules alignées,pourrait être un traitement alternatif à la réticulation, car elle peut augmenter la résistance à la traction et la résistance à la fracture d'un polymère sans altérer ses propriétés chimiques. Cependant,peu d'informations sont connues sur l'effet de l'orientation initiale des chaînes sur le glissement et le comportement à l’usure du PE-UHPM texturé. Dans cette thèse, l'effet de l'état d'orientation des chaînes sur le comportement au glissement et à l'usure du PE-UHPM est étudié, ainsi que les mécanismes sous-jacents.

Mots clés: UHMWPE; Microstructure; Sliding; Wear; Texturing

Mots clés: PE-UHPM; Glissement; Usure; Texturation

Domaines: Mécanique des matériaux [physics.class-ph]

Fatima Eddoumy. Impact of texturing on sliding wear behaviour of UHMWPE. Mechanics of materials [physics.class-ph]. Université de Strasbourg, 2012. English. ⟨NNT : 2012STRAD011⟩. ⟨tel-00757633⟩