隐形矫治用共聚酯PETG的改性研究

摘要

隐形矫治用热压膜材料是一种用于口腔正畸矫治的透明的热塑性高分子材料，该材料力学性能优异、透明性好、化学稳定性高。国内对热压膜材料研究较少，且所用材料几乎全部依赖进口。本课题以热塑性高分子材料PETG为基体，研究了纳米二氧化硅、热塑性聚氨酯和聚碳酸酯等材料对PETG的力学性能、热性能、微观结构和流变等性能影响。通过正交设计，优化注塑成型工艺，得到性能优异的隐形矫治用正畸热压膜材料。 通过实验发现: (1)气相SiO2含量在0.5％～1.0％时，力学性能和透明性能均优于沉淀法制得的表面改性与未改性的nano-SiO2，唾液吸收量也小于后两者，且其透明性和韧性较好，断裂伸长率为162.0％，唾液吸收量在两周为0.0100mg/g，但拉伸强度为44.0MPa，没有达到医疗用54.0MPa，不能提供较好的矫治力。 (2)PETG/PC2858合金冲击强度、断裂伸长率、透明性和唾液吸收量均优于PETG/APeC，前者的软化点低于后者，在热压膜成型中更容易加工成型;PETG/PC2858合金质量比为70/30时，拉伸强度可以达到57.3MPa，断裂伸长率达到160.0％，唾液吸收量在两周内不超过0.0120mg/g，综合性能接近热压膜材料。 (3)采用聚酯型NX-95A改性PETG/PC合金，综合性能较其它两种TPU好，加入NX-95A后，韧性和断裂伸长率得到大幅增加，唾液吸收量也明显降低，但拉伸强度降低，透明性变差。 (4)采用一次因子法选出对材料性能影响较大的因子，通过正交试验得到最佳注射成型加工条件。实验发现选择较高的模具和注塑温度、适当的注射压力和较快速的注射速度，得到拉伸强度为58.2MPa，断裂伸长率163.2％，透光率为90.6％的隐形矫治用热压膜材料。

目录

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摘要

第一章 绪论

1．1 口腔正畸矫治概述

1．1．1 口腔正畸矫治背景与意义

1．1．2 口腔正崎矫治装置的发展与应用

1．1．3 口腔正畸无托槽隐形矫治技术综述

1．3 口腔正畸矫治用热压膜材料

1．2．1 热压膜成形技术背景与应用

1．2．2 热压膜成形材料的特点与性能

1．3 热压膜用原材料简介和透明改性制备

1．3．1 热压膜原材料的简介和研究进展

1．3．2 热压膜原材料共混透明改性制备

1．4 本论文研究的目的与意义

1．5 本论文主要研究内容

第二章 实验部分

2．1 实验原材料与仪器及设备

2．1．1 实验原材料

2．1．2 实验用仪器及设备

2．2 热压膜原材料共混物试样制备

2．2．1 PETG与SiO2共混试样制备

2．2．2 PETG与PC共混试样制备

2．2．3 PETG／PC与TPU共混试样制备

2．3 热压膜共混材料的测试与表征

2．3．1 力学性能测试

2．3．2 热性能测试

2．3．3 光学性能测试

2．3．4 流变性能测试

2．3．5 红外光谱测试

2．3．6 电镜测试

2．3．7 浸泡唾液性能测试

第三章 SiO2与PETG共混改性研究

3．1 SiO2表面改性的红外分析

3．2 PETG与SiO2共混力学性能测试

3．2．1 PETG与纳米SiO2共混力学性能测试

3．2．2 PETG与气相SiO2共混力学性能测试

3．3 PETG／SiO2流变性能测试

3．3．1 PETG与纳米SiO2共混流变性能测试

3．3．2 PETG与气相SiO2共混流变性能测试

3．4 PETG／SiO2扫描电镜性能测试

3．4．1 PETG与纳米SiO2共混SEM性能测试

3．4．2 PETG与气相SiO2共混SEM性能测试

3．5 PETG／SiO2透明性能测试

3．5．1 PETG与纳米SiO2共混透明性能测试

3．5．2 PETG与纳米SiO2共混透明性能测试

3．6 PETG／SiO2浸泡唾液性能测试

第四章 不同型号PC与PETG共混改性

4．1 PETG／PC力学性能测试

4．2 PETG／PC热性能测试

4．2．1 PETG／PC合金的DSC测试

4．2．2 PETG／PC合金的维卡软化点测试

4．3 PETG／PC的SEM测试

4．4 PETG／PC的透明性能测试

4．5 PETG／PC浸泡唾液性能测试

4．6 不同含量PC2858与PETG共混性能测试

4．6．1 不同含量PC2858与PETG共混DSC测试

4．6．2 不同含量PC2858与PETG共混SEM测试

4．6．3 不同含量PC2858与PETG共混TG测试

4．6．4 不同含量PC2858与PETG共混浸泡唾液性能测试

第五章 不同型号TPU对PETG／PC合金的影响

5．1 不同型号TPU对PETG／PC合金力学性能的影响

5．1．1 不同类型同一硬度的TPU对PETG／PC合金的力学性能

5．1．2 不同硬度同一类型聚酯TPU对PETG／PC合金的力学性能

5．2 不同型号TPU对PETG／PC合金SEM图测试

5．2．1 不同类型同一硬度的TPU对PETG／PC合金SEM测试

5．2．2 不同硬度同一类型聚酯TPU对PETG／PC合金SEM测试

5．3 不同配比PETG／PC／TPU合金维卡软化点测试

5．4 不同型号TPU对PETG／PC合金TG性能测试

5．5 不同型号TPU对PETG／PC合金透明性能测试

5．6 不同型号TPU对PETG／PC合金浸泡唾液性能测试

第六章 注塑工艺条件对热压膜共混物材料的影响

6．1 试验因子的选取

6．2 成型因素设定与正交设计

6．2．1 成型因素设定

6．2．2 正交试验表的设定

6．3 正交试验结果与分析

6．3．1 正交试验结果

6．3．2 正交试验结果分析

第七章 PETG基无托槽隐形矫治器成型

7．1 热压膜片的制作

7．2 印模制作

7．3 计算机化断层扫描技术

7．4 矫治器母模制作

7．5 真空热压处理

7．6 隐形矫治器后加工

第八章 结论

参考文献

致谢

研究成果及发表的学术论文

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