不同表面处理方法对聚醚醚酮生物复合材料与树脂粘接强度的影响

发布时间：2019-05-14 03:18

【摘要】：聚醚醚酮生物复合材料呈不透光的灰白色,将其作为修复材料应用于口腔美学区域,其外表面需使用牙色树脂饰面材料修饰。但因聚醚醚酮生物复合材料固有惰性和表面润湿性差,不利于饰面材料的粘接。既往研究采用了机械或化学表面处理技术提高多种聚醚醚酮材料的表面粘接性能。本研究拟探索新型聚醚醚酮生物复合材料的表面改性方法,通过比较酸蚀、喷砂等不同表面处理方法,评估其粘接效果,以期为临床应用提供参考。【实验目的】通过采用喷砂、酸蚀等不同表面处理方法对聚醚醚酮生物复合材料(Bio-HPP)表面进行改性,比较其与树脂粘接的剪切强度(SBS),初步探索不同种酸和不同反应条件对Bio-HPP表面改性的影响机制。【实验方法】1、制备的试件随机分为5组,每组20个试件及预用于XPS分析的试件1个,分别记为:A(未处理组),B(喷砂组),C(水虎酸组),D(98%浓硫酸组),E(98%浓硫酸加热组)。2、表面粗糙度仪记录试件表面粗糙度;SEM观察试件表面形貌,并拍照;XPS分析经不同表面处理后的试件。3、试件与Visio.link/Crea.lign树脂光固化法粘接,室温下放置30min,37℃水浴24h。4、粘接试件冷热循环5000次,万能试验机测试样本剪切力强度(SBS)。5、体视显微镜对断裂面进行拍照,归类,SEM观察代表性断裂模式,并拍照。6、采用SPSS17.0软件对实验数据进行单因素方差分析、直线相关和回归分析。【实验结果】1、表面粗糙度仪测量结果:A(未处理组)0.073um、B(喷砂组)1.485um、C(水虎酸组)0.103um、D(98%浓硫酸组)0.716um、E(98%浓硫酸加热组)1.108um,B(喷砂组)E(98%浓硫酸加热组)D(98%浓硫酸组)C(水虎酸组)A(未处理组);其中A(未处理组)与C(水虎酸组)无统计学意义,P0.05;B(喷砂组)、C(水虎酸组)、D(98%浓硫酸组)、E(98%浓硫酸加热组)组间均有统计学意义,P0.05。2、试件表面XPS分析结果显示,A(未处理组)、B(喷砂组)、C(水虎酸组)、E(98%浓硫酸加热组)C1s吸收峰无明显区别;而D(98%浓硫酸组)在C1s291.8e V的π-π*(苯环中碳的吸收峰)吸收峰消失,在289e V处有O-C=O吸收峰的出现。3、SEM观察试件表面形貌发现,B(喷砂组)、C(水虎酸组)、D(98%浓硫酸组)、E(98%浓硫酸加热组)较A(未处理组)表面形貌均发生明显的变化,出现了不同程度的网孔状结构、裂隙,B(喷砂组)中有Al2O3的嵌入,C(水虎酸组)网孔少且散在分布,D(98%浓硫酸组)纤维网孔分布均匀,E(98%浓硫酸加热组)网孔纤维中出现变细拉长、不连续。4、试件粘接后,剪切力强度结果:A(未处理组)0MPa、B(喷砂组)8.334MPa、C(水虎酸组)2.913MPa、D(98%浓硫酸组)18.504MPa、E(98%浓硫酸加热组)14.036MPa,D(98%浓硫酸组)E(98%浓硫酸加热组)B(喷砂组)C(水虎酸组)A(未处理组),且各组间有统计学差异(P0.05),体视显微镜观察断裂面,D(98%浓硫酸组)、E(98%浓硫酸加热组)主要为混合破坏,A(未处理组)、B(喷砂组)、C(水虎酸组)主要为界面破坏。5、粗糙度和剪切强度有一定的相关性,但不呈线性相关。【实验结论】1、浓硫酸是提高聚醚醚酮生物复合材料(Bio-HPP)与树脂粘接强度的有效处理方法。2、98%浓硫酸可以打开Bio-HPP中的π-π*键,暴露更多官能团,增加材料表面润湿性,提高粘接强度。3、Bio-HPP的粘接性能与粗糙度、粗糙面的结构、化学键有关。4、80℃98%浓硫酸未能使Bio-HPP暴露更多官能团。
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【学位授予单位】：首都医科大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：R783.1

【参考文献】