PMMA基納米復(fù)合齒基托的制備及其抗折性能的研究.pdf

1、作為牙列缺失病患常用的口腔修復(fù)材料之一，聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)基義齒基托產(chǎn)品能夠很好地滿足義齒在美學(xué)方面的要求，并具有操作簡(jiǎn)便、易于拋光修復(fù)、在口腔環(huán)境中性能穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，是臨床使用最廣泛的高分子基托材料。在實(shí)際使用過(guò)程中，由于口腔咀嚼反復(fù)變形易使基托材料產(chǎn)生彈性疲勞，且基材本身強(qiáng)度和韌性都欠佳，基托開(kāi)裂、折斷等情況時(shí)有發(fā)生，導(dǎo)致修復(fù)失敗。因此，提高PMMA基材的力學(xué)性能，進(jìn)而降低義齒基托在實(shí)際使用過(guò)程中發(fā)生折斷的可能，是目前口腔修

2、復(fù)領(lǐng)域的研究重點(diǎn)之一。
　　 采用無(wú)機(jī)納米材料與聚合物基體復(fù)合，結(jié)合二者優(yōu)勢(shì)來(lái)實(shí)現(xiàn)復(fù)合材料性能優(yōu)化，是目前聚合物改性的常用有效途徑之一。但此方法存在有機(jī)/無(wú)機(jī)兩相相容性差、無(wú)機(jī)納米材料在基體中分散性欠佳等問(wèn)題。本課題以此為出發(fā)點(diǎn)，選取二氧化硅(SiO2)納米微球和羥基磷灰石(HA)納米晶須兩種無(wú)機(jī)增強(qiáng)填料加入PMMA基體制備復(fù)合義齒基托，并通過(guò)表面改性處理制備與PMMA基體化學(xué)結(jié)構(gòu)同源的新型復(fù)合無(wú)機(jī)填料，以促進(jìn)其在聚合物基體中的

3、分散，優(yōu)化兩相相容性，從而有效地提高義齒基托材料的力學(xué)性能。課題基于無(wú)機(jī)粒子的形貌、尺度、接枝方法和表面性質(zhì)，綜合研究了其對(duì)義齒基托復(fù)合樹(shù)脂抗折性能的影響，取得以下研究結(jié)果:
　　 (1)含不同尺寸SiO2納米微球的復(fù)合義齒基托:合成了單分散的SiO2納米微球，通過(guò)“GraftingTo”路線在SiO2微球表面接枝PMMA，并添加此無(wú)機(jī)復(fù)合填料至義齒基托后制各樣條。FT-IR、TGA和TEM結(jié)果表明SiO2表面接枝包覆成功，復(fù)合

4、微球呈核殼結(jié)構(gòu)且最高接枝率為17.8wt％。三點(diǎn)彎曲及懸臂梁沖擊測(cè)試結(jié)果表明，對(duì)于不同粒徑無(wú)機(jī)復(fù)合填料，均在SiO2添加量為1.5wt％時(shí)，材料呈現(xiàn)較好的物理機(jī)械性能，過(guò)多的無(wú)機(jī)粒子反而使材料性能下降。此外，40nm粒徑SiO2所制備的PMMA-SiO2復(fù)合微球由于其比表面積大，相界面面積及作用力更強(qiáng)，相比80nm和150nm粒徑同類型材料，加入后基體具有更優(yōu)的物理機(jī)械性能。不同試樣斷面SEM結(jié)果表明，表面接枝有機(jī)物后使得無(wú)機(jī)填料在聚合

5、物基體中實(shí)現(xiàn)了良好的分散和界面相容性。
　　 (2)含不同表面性質(zhì)SiO2納米微球的復(fù)合義齒基托:通過(guò)“GraftingFrom”路線進(jìn)行了由SiO2引發(fā)的ATRP聚合，合成了高密度接枝的PMMA-SiO2復(fù)合物。將經(jīng)過(guò)不同手段表面改性的無(wú)機(jī)復(fù)合填料添加至義齒基托后制備樣條。FT-IR、TGA和SEM結(jié)果表明，ATRP聚合產(chǎn)物表面PMMA接枝率達(dá)到44.6wt％，呈微米級(jí)的團(tuán)簇結(jié)構(gòu)。接觸角測(cè)試表明，親水的SiO2粒子經(jīng)過(guò)表面改性

6、呈很強(qiáng)的疏水性，且接觸角隨表面有機(jī)化程度的增加而變大。在力學(xué)性能方面，“GraftingFrom”路線合成的PMMA-SiO2復(fù)合物相比偶聯(lián)劑改性和“GraftingTo”得到的SiO2無(wú)機(jī)復(fù)合物，前者與義齒基托樹(shù)脂基體之間的結(jié)合作用較理想，力學(xué)性能提高最多。對(duì)三種樣條而言，最佳的無(wú)機(jī)物添加量均為1.5wt％。而添加未經(jīng)表面修飾的純SiO2粒子會(huì)使材料性能嚴(yán)重下降。斷面SEM結(jié)果表明，表面改性過(guò)的SiO2無(wú)機(jī)填料在聚合物基體中實(shí)現(xiàn)了較好

7、的分散，且與周圍基體存在相互作用而發(fā)生塑性形變。
　　 (3)含一維HA納米晶須的復(fù)合義齒基托:合成了具有一定長(zhǎng)徑比的HA晶須，通過(guò)“GraftingTo”路線在HA表面接枝PMMA，并添加此無(wú)機(jī)復(fù)合填料至義齒基托后制備樣條。FT-IR、TGA、XRD和SEM結(jié)果表明，表面改性處理使晶須表面變得粗糙，有機(jī)物的接枝率達(dá)到15.2wt％。力學(xué)性能測(cè)試及斷面SEM結(jié)果顯示，純HA晶須與基體結(jié)合不良，有機(jī)/無(wú)機(jī)相之間相容性較差、存在明顯