發(fā)布時間：2020-05-26 01:33

【摘要】：復(fù)合樹脂是修復(fù)牙體牙列缺損或缺失及進(jìn)行牙體美容的常用材料，但因其存在變色影響美觀，易老化、撓曲強(qiáng)度較低、韌性欠佳導(dǎo)致使用壽命短等問題，限制了其應(yīng)用。隨著物理學(xué)和化學(xué)理論與相關(guān)研究技術(shù)的進(jìn)展，尤其納米技術(shù)的進(jìn)步，通過填加納米材料對復(fù)合樹脂進(jìn)行改性已成為目前此領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。本研究以國產(chǎn)SP1SiO2顆粒和α-Si3N4晶須作為填料，首先將SP1SiO2顆粒通過高溫熔附于α-Si3N4晶須表面，等梯度濃度的硅γ-MPS硅化方法硅化處理，與BIS—GMA樹脂進(jìn)行聚合反應(yīng)，通過與Artglass、Composan LCM成品復(fù)合樹脂對比觀察材料性能，旨在研制出具有較高撓曲強(qiáng)度、較強(qiáng)韌性和較低脆性的口腔用復(fù)合樹脂材料，在提高臨床修復(fù)成功率，增強(qiáng)牙體美容效果的基礎(chǔ)上，推動牙科材料的國產(chǎn)化進(jìn)程。本研究包括三個方面： 一、物理化學(xué)因素對填料結(jié)構(gòu)的影響 填料表面的化學(xué)基團(tuán)影響著填料的硅化效果，決定著復(fù)合樹脂的性能。為了獲得填料與樹脂的最佳界面結(jié)構(gòu)及改善擬制備的復(fù)合樹脂的性能，我們采用傅立葉紅外光譜儀、X射線衍射儀、粒度分析儀和掃描電鏡等觀察方法，研究不同熔附溫度和時間梯度條件下SP1SiO2顆粒和α-Si3N4晶須兩種材料表面化學(xué)基團(tuán)、化學(xué)結(jié)構(gòu)改變和熔附后的形態(tài)。結(jié)果顯示，SP1SiO2 WP=136 顆粒在950℃ 、10min、30min和650℃、3h的條件下，表面的Si-OH完全脫附；α-Si3N4晶須的結(jié)構(gòu)和表面化學(xué)基團(tuán)沒有改變，兩種材料之間及SP1SiO2顆粒之間主要以Si-O-Si化學(xué)鍵熔附。表明熔附溫度和時間決定著SP1SiO2顆粒表面硅羥基的含量和復(fù)合填料的形態(tài)、粒度分布等。 填料表面硅化程度影響填料與樹脂基質(zhì)的結(jié)合強(qiáng)度，也是決定著復(fù)合樹脂性能的重要方面。為了獲得填料表面最適的硅化效果，促進(jìn)填料與樹脂基質(zhì)的結(jié)合，我們采用傅立葉紅外光譜儀、粒度分析儀和透射電鏡等觀察方法，分別以恒量的環(huán)己烷和正丙胺作為分散介質(zhì)與促進(jìn)劑，以γ-MPS為硅化劑，研究加入γ-MPS方法對填料表面硅化效果的影響及其硅化機(jī)制。結(jié)果顯示，γ-MPS能夠有效的硅化SP1SiO2顆粒、α-Si3N4晶須和熔附的α-Si3N4—SiO2；硅化機(jī)制可能為γ-MPS水解后產(chǎn)生的Si-OH與填料表面Si-OH發(fā)生縮合，形成了硅氧硅鍵，和/或硅烷偶聯(lián)劑分子上的羰基(C=O)在填料表面形成氫鍵。表明等梯度濃度γ-MPS能夠有效硅化填料表面，這就為進(jìn)一步促進(jìn)填料與樹脂基質(zhì)的結(jié)合創(chuàng)造了條件。 二、晶須-納米強(qiáng)化的復(fù)合樹脂的研制 α-Si3N4晶須與SP1SiO2顆粒兩種材料相互熔附的條件、比例及此兩種材料的熔附體與樹脂基質(zhì)的比例影響復(fù)合樹脂的性能。我們將以一定比例混合的α-Si3N4晶須和SP1SiO2顆粒，在不同溫度梯度和時間條件下熔附，經(jīng)過表面硅化處理后，與樹脂基質(zhì)聚合，對聚合后的材料測試撓曲強(qiáng)度，以篩選最佳熔附條件。將α-Si3N4晶須與SP1SiO2顆粒按不同比例在已篩選的最佳熔附條件800℃、30min下熔附，經(jīng)過表面硅化處理后與樹脂基質(zhì)聚合，通過測試不同比例下的復(fù)合樹脂的撓曲強(qiáng)度、斷裂韌性、表面強(qiáng)度和脆性等性能，以篩選最佳配比。然后再將SP1SiO2顆粒與α-Si3N4晶須按已篩選的最佳配比2：1的比例混合，800℃、30min條件下熔附，測試不同配比比例復(fù)合樹脂材料的撓曲強(qiáng)度。結(jié)果顯示，α-Si3N4晶須與SP1SiO2顆粒的最佳的熔附溫度和時間是800℃、30min，，此條件下材料的撓曲強(qiáng)度179±20Mpa；兩種材料最佳配比比例是2：1，此條件下?lián)锨鷱?qiáng)度為204±12Mpa、斷裂韌性為2.13±0.14 Mpa.m1/2、熔附體與樹脂基質(zhì)最佳配比為70%。與Artglass、Composan LCM成品復(fù)合樹脂相比，所研制的 WP=137 復(fù)合樹脂斷裂韌性和撓曲強(qiáng)度較高，脆性低。 三、晶須-納米強(qiáng)化的牙科復(fù)合樹脂材料的性能研究 依據(jù)常規(guī)復(fù)合樹脂的性能標(biāo)準(zhǔn)對所研制的復(fù)合樹脂理化性能和機(jī)械性能進(jìn)行評價；結(jié)果顯示，研制的新型復(fù)合樹脂撓曲強(qiáng)度為213 Mpa，斷裂韌性2.19 Mpa.m1/2，抗壓強(qiáng)度326 Mpa，硬度0.7 Gpa，彈性模量24 Gpa，脆性0.43，線脹系數(shù)48.6×10-6/℃，吸水性1.3mg/cm3，結(jié)固體積收縮率（體積%）是0.548。符合ADA第27號標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)規(guī)定和常規(guī)復(fù)合樹脂的機(jī)械性能標(biāo)準(zhǔn)。表明所研制的復(fù)合樹脂符合標(biāo)準(zhǔn)。 參照ISO7045-1997(E)標(biāo)準(zhǔn)和中華人民共和國醫(yī)藥行業(yè)管理標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，通過體外細(xì)胞毒性試驗(yàn)、急性經(jīng)口全身毒性試驗(yàn)、口腔粘膜刺激試驗(yàn)、牙髓牙本質(zhì)應(yīng)用試驗(yàn)，對所研制的復(fù)合樹脂材料的安全性進(jìn)行了評價。綜合分析顯示，所研制的復(fù)合樹脂材料無細(xì)胞毒性、無牙髓牙本質(zhì)刺激性、無急性全身毒性以及對口腔粘膜的刺激性。表明所研制復(fù)合樹脂材料具有良好的生物相容性。
【圖文】：

3hα-Si3N4晶須的XRD圖譜

圖 7a 未離心處理的試樣 SEMx2600 圖 7b 離心處理的試樣 SEMx2550a 是放大的晶須的掃描電鏡圖像，表面光滑（箭頭所示）；b 是 800℃處理 30min 的離心處理的試樣 a-Si3N4—SiO2熔附體的掃描電鏡圖像，晶須
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2004
【分類號】：R783.1

【引證文獻(xiàn)】

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 李石保;牙科用PMMA-ZrO_2仿生納米復(fù)合材料的設(shè)計、制備、性能及應(yīng)用研究[D];國防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2005年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前3條

1 熊艷麗;耐高溫雙馬來酰亞胺型結(jié)構(gòu)膠粘劑的研究[D];西北工業(yè)大學(xué);2006年

2 李星星;硼酸鋁晶須-SiO_2顆粒復(fù)合體增強(qiáng)牙科復(fù)合樹脂的研究[D];昆明醫(yī)學(xué)院;2008年

3 羅亞飛;真海鞘被囊素納米晶須接枝聚合表面改性研究[D];山東大學(xué);2012年

本文編號：2681065