基于Bis-GMA的有機單體分子設計及其對齒科復合樹脂性能的影響.pdf

1、齒科復合樹脂誕生于20世紀60年代，是一種兼具生物安全性、美觀性和可操作性的重要修復材料。齒科復合樹脂一般由有機單體、無機填料和光引發(fā)劑組成。有機單體作為連續(xù)相將分散的無機相粘結為一個整體，通過光固化過程賦予材料一定的形狀，并直接影響材料的物理機械性能和服役性能。
　　 雙酚A-甲基丙烯酸縮水甘油酯(Bis-GMA)因為具有良好的物理機械性能和反應活性而被廣泛應用。但Bis-GMA分子中羥基基團引起強的分子間氫鍵作用使單體體系粘

2、度增加，嚴重影響了其加工性能。通過添加大量(50wt％)小分子稀釋劑(如TEGDMA)可降低Bis-GMA的粘度，但是隨之而來的是聚合收縮率增大等負面效應。因此，設計研究可替代Bis-GMA的新型單體的成為提高齒科復合樹脂性能的重要途徑。
　　 本課題通過Bis-GMA中的羥基與酰氯試劑的酯化反應，合成了不含羥基基團的Bis-GMA衍生單體，并對其粘度和光固化行為，以及基于衍生單體制備的復合材料的性能進行較為系統(tǒng)的探究，取得以下

3、研究結果。
　　 (1)選用乙酰氯、苯甲酰氯和正戊酰氯三種試劑，分別合成了乙?；疊is-GMA(Ac-Bis-GMA)、苯甲?；疊is-GMA(Bz-Bis-GMA)和正戊?；疊is-GMA(Vr-Bis-GMA)三種新型單體，采用FT-IR、1H-NMR對單體結構進行表征。
　　 粘度測試結果表明，隨著羥基基團被取代，單體分子間不能形成分子間氫鍵作用，三種衍生單體的粘度較之Bis-GMA大幅下降，同時，在分子中引入能降

4、低分子間作用力的基團有助于單體粘度的進一步降低。進一步研究表明，使單體獲得最優(yōu)粘度值，Ac-Bis-GMA體系需添加30wt%的TEGDMA，Bz-Bis-GMA和Vr-Bis-GMA體系只需添加20wt%的TEGDMA，而同比Bis-GMA體系需添加50wt%TEGDMA。
　　 (2)采用差示掃描量熱法(DSC)對添加了相同比例TEGDMA的Bis-GMA，Ac-Bis-GMA，Bz-Bis-GMA和Vr-Bis-GMA等不

5、同體系的光固化反應動力學進行探究。研究結果表明，單體體系粘度和單體分子移動能力都影響著最終轉化率。Ac-Bis-GMA體系粘度低，同時分子量較小，移動能力較強，因此轉化率最高(90%)；Vr-Bis-GMA分子量略大于Ac-Bis-GMA分子，因此轉化率次之(88%)；Bis-GMA體系則因為粘度較高，所以轉化率較低(78%)；而大體積苯環(huán)取代基的空間位阻作用嚴重阻礙了Bz-Bis-GMA分子的移動能力，因此Bz-Bis-GMA體系轉化

6、率最低(62%)。在此基礎上，本課題還對三種衍生單體的光固化行為與TEGDMA用量的關系進行探究。三種衍生單體的轉化率均隨著TEGDMA用量的增加而增加，同時，在體系粘度較低的階段，影響轉化率的主要因素是單體移動能力，而當體系粘度較高時，轉化率則主要受粘度控制。
　　 (3)在Bis-GMA和三種衍生單體中分別添加相同含量的的TEGDMA、無機填料和光引發(fā)劑，制備得到相應的復合材料。光固化反應動力學的研究結果表明材料的三點彎曲強

7、度和壓縮強度隨著單體轉化率的提高而提高，但略低于Bis-GMA材料的三點彎曲強度和壓縮強度，這歸結于衍生單體分子間氫鍵作用的減弱，從而影響了材料的力學性能。而復合材料的聚合收縮率則與單體轉化率和單體分子尺寸大小有關，單體轉化率越低、單體分子尺寸越大則聚合收縮越大。所以，Bz-Bis-GMA材料因為轉化率最低，同時單體分子最大而具有最低的聚合收縮率(2.3%)：Bis-GMA基材料則因為轉化率較高，同時單體分子最小而具有最高的聚合收縮率(