低收縮高耐磨新型口腔樹脂填料的制備與應(yīng)用研究.pdf

1、樹脂基復(fù)合材料因?yàn)槠涿烙^和良好的力學(xué)性能在齒科修復(fù)中應(yīng)用越來越廣泛。傳統(tǒng)的樹脂基復(fù)合材料主要由主體樹脂雙酚A甲基丙烯酸縮水甘油酯(Bis-GMA)和稀釋樹脂三乙二醇二甲基丙烯酸酯(TEGDMA)以及填料（SiO2，Al2O3，ZrO2，纖維或有機(jī)物）組成。傳統(tǒng)樹脂基復(fù)合材料由于聚合體積收縮較大，復(fù)合材料與牙體組織之間容易產(chǎn)生空隙，細(xì)菌容易進(jìn)入而導(dǎo)致繼發(fā)齲齒，解決聚合收縮最常用的方法就是加入無法參與聚合反應(yīng)的填料。納米SiO2因?yàn)槿菀咨a(chǎn)

2、價(jià)格便宜，常常作為無機(jī)填料應(yīng)用于樹脂基復(fù)合材料來降低復(fù)合材料的聚合體積收縮，但是納米SiO2由于是無機(jī)粒子，其與樹脂之間的界面性不好，分散性差，導(dǎo)致納米SiO2在樹脂中出現(xiàn)嚴(yán)重的團(tuán)聚，極大的影響了整體復(fù)合材料的力學(xué)性能和摩擦性能。解決這個(gè)問題最好的辦法就是對無機(jī)納米粒子進(jìn)行表面改性。
　　 本實(shí)驗(yàn)首先通過原子自由基轉(zhuǎn)移法(ATRP)對納米SiO2的表面進(jìn)行改性:通過γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH-550)對納米SiO2進(jìn)行處理，離

3、心干燥后制SiO2-NH2，然后再使用2-溴異丁酰溴(BIBB)對SiO2-NH2進(jìn)行處理，離心干燥后制得引發(fā)劑SiO2-Br，通過使用ATRP法，調(diào)整不同反應(yīng)時(shí)間，制得表面PMMA含量不同的SiO2-PMMA，通過對其分散性和粒徑大小的表征，確定ATRP反應(yīng)時(shí)間為7分鐘時(shí)，改性納米SiO2的分散性良好，且粒徑最小;將SiO2-PMMA與樹脂混合，對比研究不同含量的SiO2-PMMA和SiO2對樹脂基復(fù)合材料的影響，由于界面相容性的改善

4、，改性后的納米粒子比未改性的納米粒子在樹脂基體中分散性好，改性后的納米粒子增強(qiáng)的樹脂復(fù)合材料的力學(xué)性能提高的多，在含量達(dá)到5％wt時(shí)完全強(qiáng)度最高為119.3MPa，未改性的納米粒子在含量達(dá)到2％wt是強(qiáng)度達(dá)到最高為109.4MPa。隨著納米填料含量的增大，整個(gè)復(fù)合材料的聚合體積收縮是減小的，含有改性納米粒子的復(fù)合材料的表面粗糙度要小于含有未改性的納米粒子的復(fù)合材料的表面粗糙度。
　　 為了減小復(fù)合材料的聚合收縮，并進(jìn)一步提高樹脂

5、復(fù)合材料的力學(xué)性能，本論文還研究了兩種新型的一維填料:(1)核殼納米纖維和(2)剛性棒狀梯形聚硅氧烷。在核殼納米纖維填料方面，是將同軸靜電紡絲制備的連續(xù)PAN-PMMA核殼納米纖維放入液氮中冷凍，再通過高剪切均質(zhì)器對核殼纖維進(jìn)行剪切，研究了不同剪切時(shí)間下對核殼纖維長度的影響。發(fā)現(xiàn)纖維長度隨著剪切時(shí)間的延長而變短，當(dāng)剪切時(shí)間為30分鐘時(shí)獲得的纖維最短，長度大約為30um左右;將短纖維與樹脂混合，研究不同含量的短纖維對樹脂基復(fù)合材料的影響，

6、發(fā)現(xiàn)纖維含量為3％wt時(shí)，樹脂復(fù)合材料力學(xué)性能132.6MPa，聚合體積收縮隨著纖維含量的增大而減小;還研究了不同短纖維含量和納米粒子協(xié)同對樹脂基復(fù)合材料的影響，固定改性納米SiO2的含量為5％wt，當(dāng)纖維的含量為2％wt時(shí)樹脂基復(fù)合材料的力學(xué)性能最好，隨著填料的增多，雙鍵轉(zhuǎn)化率有所下降，聚合體積收縮降低;所得復(fù)合樹脂表面粗糙度存在以下變化規(guī)律:短切纖維＜短切纖維+SiO2-PMMA＜SiO2-PMMA＜未改性SiO2。
　　

7、在剛性棒狀梯形聚硅氧烷填料研究方面，是將γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH570)溶于乙醇中，緩慢滴加鹽酸促進(jìn)其水解，水解一段時(shí)間后，加入NaOH至溶液為堿性，繼續(xù)反應(yīng)，最后得到剛性分子的梯形硅氧烷。研究發(fā)現(xiàn)，隨著水解時(shí)間的延長，不僅產(chǎn)物的分子量是增大的，而且當(dāng)水解時(shí)間只有4hr時(shí)，產(chǎn)物為籠型結(jié)構(gòu)的硅氧烷，水解8h以上才能獲得梯形結(jié)構(gòu)的硅氧烷研究不同含量梯形硅氧烷對樹脂復(fù)合材料的影響發(fā)現(xiàn)，梯形聚硅氧烷的含量為6％wt時(shí)，復(fù)合材料的