一种提高陈旧性树脂与硅橡胶软衬材料粘结强度的方法

摘要

本发明公开了一种提高陈旧性树脂与硅橡胶软衬材料粘结强度的方法，将陈旧性树脂放入电极平台；控制体系压力1600-2000Pa；调节氧气流量0.015-0.020m3/min，持续时间6-10s；控制功率80-120W，电极放电处理1-4min，即可。本发明的方法，将陈旧性树脂与硅橡胶软衬材料间粘结强度提高近3倍；与化学方法表面处理相比，低温等离子体技术更环保；低温等离子体技术可在常温下放电，对被处理材料无损伤；次大气压条件辉光放电，具有气氛含量高、电子和离子的能量可达10eV以上，处理效率要高于低气压辉光放电10倍以上；处理效果只局限于表面而不影响材料本体性能，具有很好的实用性。

说明书

技术领域

本发明涉及假牙使用材料的处理技术领域，具体涉及一种提高陈旧性树脂（聚甲基丙烯酸甲酯）与硅橡胶软衬材料粘结强度的方法。

背景技术

由于牙槽骨的持续吸收，戴用全口义齿时常常出现咬合疼痛和假牙松动。软衬材料具有一定弹性，将软衬材料衬垫在坚硬义齿基托组织面上，可以弹性缓冲咬合力，使咬合力均匀地传递到牙槽嵴上，减少或消除压痛。同时可提高义齿基托与牙槽嵴的密合性，加强义齿的稳定性。

根据化学结构的不同，软衬材料主要可分为丙烯酸酯类和硅橡胶类。硅橡胶类软衬材料与丙烯酸酯类相比，由于不含增塑剂，可较长时间保持弹性。但义齿基托为聚甲基丙烯酸甲酯，与硅橡胶属于两种不同分子结构的材料。因两种材料无法互溶，不能形成良好的化学结合，故需要借助专门的粘结剂才能结合在一起。时间一长，随着粘结剂在口腔环境中的溶解，软衬材料与基托树脂之间逐渐分离，从而影响使用。

发明内容

发明目的：针对现有技术中存在的不足，本发明的目的是提供一种提高陈旧性树脂与硅橡胶软衬材料粘结强度的方法，以实现增强提高陈旧性树脂与硅橡胶软衬材料粘结强度，防止陈旧性假牙与硅橡胶软衬材料间分离，延长硅橡胶软衬材料使用时间的有效方法。

技术方案：为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：

一种提高陈旧性树脂与硅橡胶软衬材料粘结强度的方法：将陈旧性树脂放入电极平台；控制体系压力1600-2000Pa；调节氧气流量0.015-0.020m³/min，持续时间6-10s；控制功率80-120W，电极放电处理1-4min，即可。

优选：体系压力为1800-1900Pa；调节氧气流量0.017-0.019m³/min，持续时间7-9s；控制功率90-110W，电极放电处理2-3min。

所有操作均在HPD-2400次大气辉光放电低温等离子体表面处理机中进行。该机器为南京苏曼电子有限公司产品。

本发明的提高陈旧性树脂与硅橡胶软衬材料粘结强度的方法，通过反应性氧气等离子体与树脂材料表面C元素发生反应，形成含氧极性基团，正是这些亲水性含氧极性基团的存在，导致材料表面润湿性改善。另一方面树脂表面在等离子体的作用下，发生交联反应，减少了粘结面弱边界层的影响。上述两种因素共同作用下，提高了陈旧性树脂与硅橡胶软衬材料间粘结强度。

有益效果：本发明的提高陈旧性树脂与硅橡胶软衬材料间粘结强度方法，其显著优点是：（1）与化学方法表面处理相比，低温等离子体技术更环保；（2）低温等离子体技术可在常温下放电，对被处理材料无损伤；（3）次大气压条件辉光放电，具有气氛含量高、电子和离子的能量可达10eV以上，处理效率要高于低气压辉光放电10倍以上；（4）处理效果只局限于表面而不影响材料本体性能；（5）有效提高了陈旧性树脂与硅橡胶软衬材料间粘结强度，具有很好的实用性，能够产生较好的经济效益和社会效益。

附图说明

图1是对照组表面光电子能谱图；

图2是等离子体处理组表面光电子能谱图；

图3是拉伸粘结强度测试示意图；图中，1为树脂，2为橡胶，F为拉力；

图4是对照组拉伸粘结强度测试结果图；

图5是等离子体处理组拉伸粘结强度测试结果图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明做进一步的说明。

在以往的研究中，针对的都是丙烯酸酯类软衬材料与基托树脂之间粘结强度，而丙烯酸酯类软衬材料与基托树脂是属于同种分子结构的材料，采用的方法为低气压辉光放电，使用的材料均为新制备的材料，这种研究方式存在一定的缺陷，这是因为义齿基托衬垫通常是在义齿使用一段时间后进行，在此期间义齿基托受到口腔环境的影响而发生老化，也就是说通常衬垫是在陈旧性树脂表面进行，以往国内外的研究是在新鲜树脂表面进行重衬，显然不符合实际应用情况。

本方法将基托重衬前的老化加以考虑，在衬垫前先将基托材料进行了5000次冷热循环老化处理。

以下实施例所使用的材料为：聚甲基丙烯酸甲酯：自然                                                型义齿基托聚合物,日进齿科材料昆山有限公司生产。硅橡胶软衬材料：Sofreliner Tough，Tokuyama，Japan。

拉伸粘结强度测试标本的制作：制作30mm×10mm×8mm长方体树脂4块，2块用于实验组，另外2块用于对照组。用于实验组2块进行老化及等离子体处理后，采用硅橡胶软衬材料粘结2块长方体树脂块，形成拉伸粘结强度测试标本。用于对照组2块老化后不进行等离子体处理，直接采用硅橡胶软衬材料粘结2块长方体树脂块。

光电子能谱测试标本的制作：制作10mm×10mm×1mm树脂2块，实验组和对照组各1块。

标本的老化处理：将所有树脂块放入高低温实验水槽（TC-501F，威尔，苏州）内进行5℃-55℃的冷热循环5000次（冷，热水中分别停留1min）。

以下实施例均采用老化后的树脂块进行。

实施例1

次大气压氧气等离子体处理，以下操作均在HPD-2400次大气辉光放电低温等离子体表面处理机中进行，该机器为南京苏曼电子有限公司产品。具体步骤如下：

（1）将树脂块放入上下电极之间平台，树脂粘结面朝上，摆放面积不可超过上下电极金属部分面积；

（2）使用真空泵将体系抽空至1600-2000Pa，形成次大气压条件。次大气压辉光放电具有气氛含量高、功率密度大、处理效率高、处理时间短的优点，其处理效率要高于低气压辉光放电10倍以上；

（3）调节氧气流量为：0.015-0.020m³/min，持续时间6-10s，保证足够气氛支持放电；

（4）按下启动开关，系统自动放电。放电功率80-120W，放电时间1-4min；

（5）放电结束后，系统自动破真空，处理过程结束。

光电子能谱测试：分别将氧气等离子体处理后的正方体树脂块和对照组树脂块用于光电子能谱测试，仪器为X射线光电子能谱仪型号为ESCALB MK-I I型，英国VG公司生产。结果如图1和图2所示。

结合能位于284.98，286.52及288.88分别代表C-H，C=O及O=C-O-结构，对比图1与图2，可见代表含氧极性基团C=O及O=C-O-波峰经等离子体处理后，高度和宽度都有所增加。表1显示了对照组及等离子体处理组C-H，C=O及O=C-O-结构比例，等离子体处理组C=O及O=C-O-结构较对照组明显增加。

表1 对照组及等离子体处理组光电子能谱分析

 284.98（C-H）286.52（C=O）288.88（O=C-O-）对照组65.2520.5814.17等离子体处理组52.3629.3218.32

实施例2

次大气压氧气等离子体处理，以下操作均在HPD-2400次大气辉光放电低温等离子体表面处理机中进行，该机器为南京苏曼电子有限公司产品。具体步骤如下：

（1）将树脂块放入上下电极之间平台，树脂粘结面朝上，摆放面积不可超过上下电极金属部分面积；

（2）使用真空泵将体系抽空至1800-1900Pa，形成次大气压条件。次大气压辉光放电具有气氛含量高、功率密度大、处理效率高、处理时间短的优点，其处理效率要高于低气压辉光放电10倍以上；

（3）调节氧气流量为：0.017-0.019m³/min，持续时间7-9s，保证足够气氛支持放电；

（4）按下启动开关，系统自动放电。放电功率90-110W，放电时间2-3min；

（5）放电结束后，系统自动破真空，处理过程结束。

拉伸粘结强度测试：将2个30mm×10mm×8mm长方体树脂块置于模具中，按硅橡胶软衬材料使用说明要求，在树脂块粘结面间衬以3mm厚的硅橡胶软衬材料（图3）。实验组及对照组粘结方法相同。将试件置于万能力学实验机（Serise IX，Instron，USA）上进行拉伸粘结强度测试，加载速度为10mm/min，直至试件破坏，并记录下最大力值。

图4和图5显示了标本受到拉伸力后的变化，纵坐标显示标本破坏时所受最大负荷值，横坐标显示标本破坏时最大形变。表2为对照组及等离子体处理组在标本破坏时所受最大负荷值。

表2对照组及等离子体处理组最大负荷值

组别对照组等离子体处理组最大负荷值（kN）0.0580.161

结合图4和图5以及表2的数据，可见等离子体处理组的最大负荷值为对照组的近3倍。