论文摘要
陶瓷增强型塑料托槽材料的实验研究目的托槽是固定矫治器的重要组成部分，通过托槽对牙施以各种矫治力。在临床上，要求正畸托槽具有良好的机械性能、美观、高效、卫生、舒适。塑料托槽材料是聚碳酸酯（缩写代号PC），是一种无定形、无味、无嗅、无毒、透明的热塑性聚合物。瓷珠即陶瓷粉，主要特性是密度高，耐酸、耐碱、耐腐蚀，作为无机填充材料能够增强复合材料的刚性与强度。由于塑料托槽易变色、脆性高、受应力易断裂和黏接强度低而无法在临床长期使用。近年来，由于口腔材料的迅速发展，对塑料托槽的研究和开发逐渐活跃起来。本实验旨在对塑料托槽材料聚碳酸酯的改性进行研究，选择无机填充材料陶瓷粉、增韧剂、偶联剂，增强塑料托槽材料的综合性能。材料与方法复合材料粒料的制备：将PC、陶瓷粉与偶联剂、增韧剂和各种助剂在高速混合机中混合均匀，将混合后的物料加入到TSE-30型双螺杆挤出机中进行熔融挤出。经牵条、冷却、切粒后得到复合材料的粒料。选择陶瓷粉用量的配方设计：为研究陶瓷粉的用量对复合材料性能的影响，进行了1#—6#实验。选择增韧剂的配方设计：选取KT-15、KT-17和2330三种增韧剂作对比，进行了7#—21#实验。选择偶联剂的配方设计：选取KH550、KH560、NDZ201三种偶联剂作对比，进行了22#—37#实验。标准试样的制备：将制得的改性料加入WG—100型注射机按照国家规定的统一标准，制得标准试样。熔体流动速率的测定和力学性能测试。托槽的制备：按一定工艺条件用无锡格兰机械有限公司的WG—100型注射机，应用托槽模具，制得塑料托槽。结果采用硅烷偶联剂KH560、KH550和钛酸酯偶联剂NDZ201对陶瓷粉表面进行处理，三种偶联剂均能增强PC复合材料力学性能，其中硅烷偶联剂KH560优于硅烷偶联剂KH550和钛酸酯偶联剂NDZ201。硅烷偶联剂KH560的用量为0.9％时PC复合材料综合性能较好。在PC复合材料中分别加入增韧剂KT-15、KT-17和2330，三种增韧剂均能明显提高PC复合材料的冲击强度和断裂伸长率，并且随着增韧剂用量的增加冲击强度和断裂伸长率均呈上升趋势，而拉伸强度和弯曲强度下降。综合来看，添加KT-17的PC复合材料的力学性能优于分别添加KT-15和2330的PC复合材料，且熔融指数下降不多；当KT-17的添加量为5％时，PC复合材料综合性能较好。复合材料的弯曲强度和弹性模量随陶瓷粉含量的增加而增加。复合材料的冲击强度和断裂伸长率随陶瓷粉的含量的增加而降低。陶瓷粉的添加量为15％时PC复合材料综合性能较好。结论以KH560为偶联剂、KT-17为增韧剂、陶瓷粉为填充材料制备而成的PC复合材料即陶瓷增强型PC复合材料，具有良好的综合性能，优于纯PC材料。