3D打印硬组织用光固化复合树脂的制备及其低聚物的合成

摘要

随着经济越来越迅速的发展，工业科技的不断进步以及地球资源的不断消耗，绿色发展成为主流。一种更高效、更节能的制造技术—―3D打印技术应运而生。其中的光固化快速成型技术(SLA)是3D打印领域中最早被研究发展，技术较为成熟的快速制造技术之一。由于其在临床操作方便、患者体验良好、所以在医疗方面得到了越来越多的认可和应用。本研究，在前人的基础上制备了性能良好的，可用于龋齿修复的光固化复合树脂，并对其性能进行了探究。 （1）对聚氨酯丙烯酸酯(PUA)作为低聚物的光固化复合树脂进行了详细的研究。甲苯二异氰酸酯(TDI)、聚醚多元醇、甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)等原料合成PUA，通过对R值、反应时间、反应温度、催化剂用量等的研究，探究其对合成PUA的影响，并对合成产物进行结构表征分析。当催化剂DBTDL用量为0.3%（质量分数），R值=2.2，第一步反应时间1.5h，第二步反应温度60℃，n(-NCO)/n(OH)=1.3时，合成的PUA性能最佳。 （2）对光固化复合树脂进行了固化工艺的研究。分别探究各组分的不同含量对树脂性能的影响，由质量分数分别为45%的聚氨酯丙烯酸酯，30%的双酚A聚氧乙烯醚双甲基丙烯酸酯，25%的甲基丙烯酸羟乙酯，4%的光引发剂651，1%的纳米SiO2组成的光固化复合树脂各方面性能最佳。 （3）进一步解决光固化复合树脂固化时体积收缩严重、力学性能较差的问题。在液态光固化复合树脂中引入长链高分子，对固化后产物进行收缩率和力学性能等性能测试，最终确定长链高分子的最佳引入量为18%，以及高分子溶液在光固化复合树脂中的含量为60%。

目录

一绪论

1.1 3D打印概论

1.1.13D打印的简介

1.1.2 3D打印的发展现状

1.1.3 3D打印在生物医学领域的应用

1.1.43D打印的分类及其所用材料

1.2 光固化快速成型技术

1.2.1 光固化快速成型技术简介

1.2.2光固化快速成型技术进展

1.2.3 光固化快速成型技术的应用

1.33D打印光固化复合树脂

1.3.1光固化复合树脂的组成

1.3.2 3D打印用光固化复合树脂的性能要求

1.3.3 光固化复合树脂的研究现状

1.4 SLA在口腔修复中的应用

1.5论文的研究背景和研究内容

1.5.1论文的研究背景

1.5.2论文的研究内容

二聚氨酯丙烯酸酯低聚物的合成

2.1 实验

2.1.1实验原料的要求

2.1.2实验原料

2.1.3实验仪器和设备

2.2实验方法

2.2.1实验原料的预处理

2.2.2二步法合成聚氨酯丙烯酸酯

2.2.3测试样件制备

2.3结果与讨论

2.3.1催化剂用量对PUA

2.3.2R值对PUA预聚物性能的影响

2.3.3 反应时间对PUA性能的影响

2.3.4反应温度对PUA性能的影响

2.3.5甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)用量对PUA性能的影响

2.3.6对PUA进行结构表征

2.4本章小结

三光固化复合树脂的制备

3.1实验原料及仪器设备

3.1.1实验原料

3.1.2实验仪器和设备

3.2光固化复合树脂的制备方法

3.3光固化复合树脂的性能测试

3.3.1光固化复合树脂固化产物的力学性能测试

3.3.2光固化复合树脂固化产物的热重分析

3.3.3光固化复合树脂固化产物的收缩率测试

3.3.4光固化复合树脂固化产物凝胶率测试

3.3.5光固化复合树脂固化产物的硬度测试

3.3.6光固化复合树脂固化产物的生物安全性

3.4结果与讨论

3.4.1 光引发剂对光固化复合树脂凝胶率的影响

3.4.2稀释剂对光固化复合树脂的影响

3.4.3低聚物对光固化复合树脂的影响

3.4.4纳米二氧化硅对光固化复合树脂的影响

3.4.5光固化复合树脂的生物安全性

3.5本章小结

四光固化复合树脂的优化

4.1主要实验原料及实验仪器设备

4.1.1实验原料

4.1.2实验仪器

4.2实验过程

4.2.1光固化复合树脂的制备

4.2.2光固化复合树脂性能测试

4.3测试结果讨论分析

4.3.1高分子链种类对固化产物力学性能的影响

4.3.2高分子链种类对固化产物收缩率的影响

4.3.3高分子链种类对固化产物凝胶率的影响

4.4引入高分子链光固化复合树脂的优化

4.4.1PMMA溶液对复合树脂粘度的影响

4.4.2 PMMA溶液对复合树脂力学性能的影响

4.4.3 PMMA溶液对复合树脂收缩率的影响

4.4.4 PMMA溶液对复合树脂硬度的影响

4.4.5复合树脂的生物安全性

4.5本章小结

总结与展望

参考文献

致谢

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