牙科用環(huán)氧樹脂-SiO2復合樹脂的制備及其性能研究.pdf

1、自20世紀60年代,復合樹脂作為一種美容修復材料,因其操作簡便,色澤自然逼真和理化性能優(yōu)越,極大地滿足了臨床醫(yī)生和患者對牙齒美容修復的要求。復合樹脂具有極強的可塑性,已逐步取代了傳統(tǒng)的牙科汞合金,并大量應用于后牙充填、間接貼面和冠橋修復。目前,復合樹脂因兼有納米無機粒子和樹脂基質(zhì)兩者的優(yōu)異性能,已成為牙體復合材料中備受關(guān)注的研究領(lǐng)域。
　　環(huán)氧樹脂作為一種重要的高聚物,與其他聚合物相同,具有良好的機械性能,易固化等特點。E型的環(huán)氧

2、樹脂的分子結(jié)構(gòu)中有羥基、醚基和極為活潑的環(huán)氧基。羥基、醚基具有高度極性,使環(huán)氧分子與相鄰界面產(chǎn)生較強的分子間力,而環(huán)氧基與相鄰的界面形成化學鍵。環(huán)氧樹脂是呈熱塑性線性結(jié)構(gòu)高聚物,加入固化劑作用后,環(huán)氧基形成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),成為不溶不熔的熱固性材料。環(huán)氧樹脂E-44屬于熱固化樹脂,在應用于牙科復合樹脂時存在著一些固化速度慢,不易于臨床應用等不足。球形的納米SiO2具有良好的生物相容性,顆粒小且具有較大比表面積,易團聚,通常在作復合樹脂的無機

3、填料時有著不容易分散等缺點。本文將環(huán)氧樹脂E-44和納米SiO2進行復合,并將熱固化樹脂E-44進行修飾,實現(xiàn)了E-44的光固化。此外,本文還對納米SiO2進行了表面處理,得到的機械性能較好的復合樹脂。
　　本論文的主要研究結(jié)果如下:
　　第一、選用環(huán)氧樹脂E-44與聚甲基丙烯酸甲酯不同的配比,于50℃下固化后制備出了環(huán)氧樹脂/PMMA復合樹脂,探討了PMMA的含量對復合樹脂機械強度及吸水性和溶解性的影響,結(jié)果顯示彎曲強度和

4、彎曲模量隨PMMA含量的增加而減小,吸水值明顯降低。并選擇粘度易于灌注成型的環(huán)氧樹脂/PMMA=80/20(wt％)的樹脂為基質(zhì)相,添加不同含量的納米SiO2,采用超聲法使納米SiO2粒子均勻的分散到基質(zhì)相中,同樣于50℃下固化后制備出了環(huán)氧樹脂/PMMA/SiO2熱固化牙科復合樹脂。用掃描電鏡對復合樹脂的結(jié)構(gòu)及表面形貌進行分析,結(jié)果表明含有4%納米SiO2顆粒的復合樹脂分散較均勻。X射線衍射分析表明,SiO2納米粒子的衍射峰復合后較復

5、合前向小角度發(fā)生偏移,這可能是由于SiO2球狀結(jié)構(gòu)和環(huán)氧樹脂鏈狀結(jié)構(gòu)形成共價鍵和氫鍵引起的。探討了納米SiO2的含量對復合樹脂機械性能及吸水性和溶解性的影響。納米SiO2粒子的含量在達到4%時彎曲強度和彎曲模量達到最大值,吸水值隨著納米SiO2量的增加始終保持在30-40μg/mm3之間,溶解值均小于7.5μg/mm3,均符合國際標準對牙科用復合樹脂的要求。
　　第二,用氨甲基丙烯酸修飾環(huán)氧樹脂E-44,得到改性后的可用于紫外光固

6、化的環(huán)氧樹脂。紅外光譜顯示,氨甲基丙烯酸成功的接枝到了環(huán)氧樹脂E-44上,實現(xiàn)了E-44的紫外光固化。將活性稀釋劑TEGDMA與改性后E-44混合均勻,在超聲避光環(huán)境下加入質(zhì)量分數(shù)為4%的納米SiO2和0.05%的光引發(fā)劑安息香雙甲醚,于紫外光照射下制備出改性環(huán)氧樹脂/SiO2紫外光固化牙科復合材料。并采用不同的測試手段對復合材料進行結(jié)構(gòu)和性能的表征,透射電子顯微鏡(TEM)和掃描電子顯微鏡(SEM)分析顯示納米SiO2較好的分散到樹脂

7、基質(zhì)中。此外,還對復合樹脂機械強度測試及硬度測試分析,結(jié)果表明復合樹脂具有很大的彎曲強度和彎曲模量,韋氏硬度達到了VHN=85.39。
　　第三,選用硅烷偶聯(lián)劑KH-570修飾SiO2粒子表面,得到用KH-570接枝過的SiO2納米粒子。紅外光譜進行表征顯示,KH-570成功的接枝到納米SiO2粒子表面。將修飾后的SiO2納米粒子用于牙科復合樹脂劑制備出環(huán)氧樹脂/改性納米SiO2牙科復合材料,對復合材料進行一系列的表征。研究結(jié)果顯