表面修飾影響納米氧化鋯改性聚甲基丙烯酸甲酯的初步研究.pdf

1、研究背景：聚甲基丙烯酸甲酯[poly(methyl methacrylate),PMMA]是目前最常用的義齒基托材料，但是由于材料的機械強度不足，容易引起義齒基托折裂，導致義齒修復失敗時有發(fā)生。因此如何提高PMMA的機械強度是口腔材料研究領域亟待解決的問題。聚合物納米復合材料的研究已經(jīng)成為了材料學的一個研究熱點。對有機基體具有增強作用的納米無機粒子,具有的表面效應促使其具有高表面活性, 有很強的表面能和表面結(jié)合能,用于有機聚合物增強時,

2、能夠獲得明顯的增強效果。用納米級無機粒子改性塑料是近些年發(fā)展起來的一項新技術。將無機納米粒子加入聚合物材料中, 可以綜合聚合物材料和納米材料的優(yōu)良特性,提高聚合物材料的剛性、硬度和耐磨性及光、電、磁等功能特性。納米ZrO2粒子具有熔點高、化學穩(wěn)定性好、耐磨性好以及高強度、高韌性等特點，具備增強PMMA機械性能的潛力。用于納米ZrO2粒子表面修飾的硅烷偶聯(lián)劑的使用量會對PMMA/納米ZrO2復合材料的機械性能產(chǎn)生影響，因此使用合適用量的硅

3、烷偶聯(lián)劑對于納米ZrO2改性PMMA具有重要作用。 目的：研究不同表面修飾方法及硅烷偶聯(lián)劑（Z-6030）的用量對納米ZrO2粒子分散效果的影響及對納米ZrO2粒子改性PMMA撓曲強度的影響，并探討其影響機理，為納米ZrO2粒子的分散和新型義齒基托材料的研究和開發(fā)提供理論依據(jù)和參考。 材料和方法： 1.采用不同用量的硅烷偶聯(lián)劑Z-6030分別通過3種不同的方法對納米ZrO2粒子進行表面修飾，未經(jīng)表面修飾的作為對照

4、組。采用透射電子顯微鏡（TEM）和傅立葉變換紅外光譜(FTIR)，觀察和分析納米ZrO2粒子表面修飾前后的變化情況。 2.把上述經(jīng)過不同方法處理的納米ZrO2粒子按3.0％的添加量分別與PMMA復合，與牙托水按照臨床制作義齒基托的要求進行聚合，制得實驗組PMMA/納米ZrO2義齒基托復合材料的標準試件。 3.將普通牙托粉和牙托水按照臨床制作義齒基托的要求進行聚合，制成空白組的標準試件。將添加3.0％未經(jīng)表面修飾的納米Zr

5、O2的牙托粉和牙托水按照臨床制作義齒基托的要求進行聚合，制得對照組的標準試件。 4.參照ISO-1567的標準對空白組、對照組和實驗組的標準試件進行三點彎曲測試，測試結(jié)果采用單因素方差分析（Newman－Keuls檢驗）進行統(tǒng)計分析。并利用掃描電子顯微鏡（SEM）對試件的斷面進行觀察分析。 結(jié)果： 1.納米ZrO2分別在醇水、丙酮、甲苯溶液中用不同方法表面修飾后，F(xiàn)TIR顯示納米ZrO2表面存在硅烷偶聯(lián)劑Z-60

6、30，TEM顯示經(jīng)不同方法表面修飾的納米ZrO2有不同程度的分散，丙酮溶液處理中硅烷偶聯(lián)劑3.5％組、甲苯溶液處理中硅烷偶聯(lián)劑0.5％組TEM顯示粒子分散較好，醇水溶液處理中硅烷偶聯(lián)劑4.0％組分散效果次之。 2.空白組的撓曲強度為(70.89±5.60)Mpa，對照組的撓曲強度為(67.63±5.56)Mpa。用硅烷偶聯(lián)劑Z-6030分別在醇水溶液、丙酮、甲苯中對納米ZrO2進行表面修飾，Z-6030的量分別為4.0％、3.5

7、％、0.5％時，PMMA/納米ZrO2復合材料的撓曲強度最大，分別達(79.05±4.76)Mpa、(80.70±5.98)Mpa、(95.61±3.70)Mpa，比空白組分別提高了11％、14％、35％，比對照組分別提高了17％、19％、41％。統(tǒng)計顯示這三組與空白組及對照組均有顯著性差異（P<0.05），第三組與前兩組間有顯著性差異（P <0.05），前兩組間的差異無統(tǒng)計學意義（P >0.05）。 結(jié)論： 1.用硅烷