齿科彩色复合树脂高强纤维暂时修复体及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种齿科彩色复合树脂高强纤维暂时修复体。所述暂时修复体是以表面改性及微观形态处理后的聚对苯撑苯并二噁唑(PBO)增强纤维作为增强相，并以纳米改性的增韧树脂作为基质，由所述的PBO增强纤维混入上所述的增韧树脂形成复合材料而制成所述的暂时修复体。本发明专利技术改善了现有树脂暂时修复体弯曲强度、弯曲弹性模量、韧性等力学性能不足的问题，将高性能PBO纤维及三维编织结构引入齿科暂时修复体材料中，提高暂时修复体整体力学强度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于齿科的暂时修复体，特别是涉及一种齿科彩色复合树脂高强纤维暂时修复体及其制备方法。
技术介绍
在口腔修复的临床操作中，暂时性修复体起着非常重要的作用。它可以保护牙髓组织，保持咬合关系的稳定，提供适当的咀嚼功能，保持牙冠的自结作用，是即刻修复缺失牙的一种方法。另外，暂时性修复体还可以增进美观、协助牙周和正畸治疗、辅助咬合关系紊乱的病人重建咬合关系等。目前，根据暂时修复体使用的材料不同，暂时修复体可分为金属暂时修复体和非金属暂时修复体两大类，但均存在不足：金属暂时修复体：多在成品预成冠成形法中使用，其边缘适合性易受人为因素影响，厚度较薄，容易磨损，对个性化的牙齿不一定完全适合，且美观性差；非金属暂时修复体：多为树脂类材料制作，虽然操作方便，美观性较金属暂时修复体好，但现有树脂材料暂冠强度低，脆性较大，易折裂及老化，对于咬合力较大、需要长时间暂时修复的患者仍显不足，同样导致修复失败，且现有合成树脂块材料颜色单一，与天然牙面颜色差别很大，难以满足临床对材料色彩复杂性的要求。高性能聚对苯撑苯并二噁唑(PBO)纤维被称为21世纪的超级纤维，其拉伸强度和弹性模量为所有有机纤维之最。PBO纤维现已广泛应用于航空、航天领域，将高性能PBO纤维用于医疗器械及人造坚硬性人体器官中时，发现可获得比其它纤维增强材料更优异的力学性能。虽然PBO纤维自身性能优良，但PBO纤维表面光滑，纤维表面极性也很小，这使纤维不易与树脂浸润，导致纤维与树脂基质结合的界面性能差，界面剪切强度低，不能较好地进行力的传递，影响了复合材料综合性能的发挥，限制了PBO纤维在先进复合材料领域中的应用。现口腔临修复治疗中，已从过去单一追求治疗效果转变为使修复体获得最佳的机械性能和美观效果。颜色的再现问题是影响口腔治疗美学效果的一个重要指标，现有合成树脂块材料颜色多呈白色到象牙色，颜色单一，难以满足临床对材料色彩复杂性的要求。现口腔修复的一项原则是在尽可能保留牙体组织的前提下获得机械性能与美学性能的统一。
技术实现思路
针对现有树脂暂时修复体材料弯曲强度、弯曲弹性模量、韧性等力学性能不足，美学效果不佳的现状，本专利技术的目的是提供一种齿科彩色复合树脂高强纤维暂时修复体，提高了暂时修复体整体力学强度，满足了临床美学性能。本专利技术所述的齿科彩色复合树脂高强纤维暂时修复体是以表面改性及微观形态处理后的聚对苯撑苯并二噁唑(PBO)增强纤维作为增强相，并以纳米改性的增韧树脂作为基质，由所述的PBO增强纤维混入上所述的增韧树脂形成复合材料而制成所述的暂时修复体。根据本专利技术所述的齿科彩色复合树脂高强纤维暂时修复体的进一步特征，所述PBO增强纤维的质量分数为10％、20％或30％。根据本专利技术所述的齿科彩色复合树脂高强纤维暂时修复体的进一步特征，作为增强相的PBO纤维按以下方法进行微观形态处理：进行纤维成纤时，使用的喷丝板孔状为有凹槽状的类圆形，使得生产的PBO增强纤维表面形成沟槽。根据本专利技术所述的齿科彩色复合树脂高强纤维暂时修复体的进一步特征，所述PBO增强纤维是通过以下方法进行表面改性的：PIPD纤维混纺改性、热处理改性或者硅烷偶联剂改性。根据本专利技术所述的齿科彩色复合树脂高强纤维暂时修复体的进一步特征，当通过PIPD纤维混纺改性时，将PIPD/PPA聚合物溶液与PBO/PPA聚合物溶液按聚合物的质量比为1:5-20混合，得到PIPD/PBO/PPA混合体系，输送到纺丝组件中，经喷丝板喷丝，形成初生丝，然后经凝固浴和水洗，最后干燥得到PIPD/PBO混纺纤维，备用；当通过热处理改性时，将预处理后的PBO纤维放置于热处理通道，分别经过100-150℃预热，550-630℃热处理，100-550摄氏度降温，备用；当通过硅烷偶联剂改性时，将预处理后的PBO纤浸泡于Z-6040偶联剂中，1小时后取出置于100℃真空烘箱内烘干，2小时后取出，备用。根据本专利技术所述的齿科彩色复合树脂高强纤维暂时修复体的进一步特征，作为增强相的PBO纤维是采用三维编织方法进行编织的，选自：三维四向、三维五向、三维六向或三维七向中的一种或多种三维编织方法。根据本专利技术所述的齿科彩色复合树脂高强纤维暂时修复体的进一步特征，所述树脂基质为热固化型。根据本专利技术所述的齿科彩色复合树脂高强纤维暂时修复体的进一步特征，所述热固化树脂基质为环氧树脂。根据本专利技术所述的齿科彩色复合树脂高强纤维暂时修复体的进一步特征，所述彩色树脂的纳米改性增韧是通过白色粉TiO2体和黄色TiO2粉体按照不同质量分数比例(wt％)称重混合，通过原位分散法及分层叠加法使纳米二氧化钛与树脂共混改性，制备成彩色纳米TiO2增韧树脂。本专利技术还提供了所述的齿科彩色复合树脂高强纤维暂时修复体的制备方法，包括以下步骤：(1)树脂基质的纳米增韧：将白色TiO2粉体和黄色TiO2粉体按照不同质量分数比例(wt％)称重混合，制备为彩色纳米二氧化钛粉体，通过原位分散法及分层叠加法使纳米二氧化钛与树脂共混改性，得到彩色纳米TiO2增韧树脂；(2)PBO纤维的改性处理：通过PIPD纤维混纺改性、热处理改性或者硅烷偶联剂对PBO纤维进行表面改性，得到PBO增强纤维；(3)PBO增强纤维的三维编织：借助计算机软件对增强纤维采用三维四向、三维五向、三维六向或三维七向中的一种或多种三维编织方法进行编织；(4)复合材料暂时修复体的成型加工：采用树脂传递塑模即RTM工艺以及分层叠加工艺将所述的PBO增强纤维混入上所述纳米TiO2增韧树脂基质中，加工得到所述的齿科彩色复合树脂高强纤维暂时修复体。优选地，所述彩色树脂的纳米改性增韧制备方法为：参考天然牙色彩范围，通过白色粉TiO2体和黄色TiO2粉体按照质量分数比例(wt％)分别为：60％∶40％，70％∶30％，80％∶20％，90％∶10％，95％∶5％称重混合，通过原位分散法及分层叠加法使纳米二氧化钛与树脂共混改性，制备彩色纳米TiO2增韧树脂。本专利技术所述的齿科彩色复合树脂高强纤维暂时修复体具有以下有益效果：(1)改善了现有树脂暂时修复体弯曲强度、弯曲弹性模量、韧性等力学性能不足的问题，将高性能PBO纤维及三维编织结构引入齿科暂时修复体材料中，提高暂时修复体整体力学强度。(2)PBO纤维与树脂基质间界面粘结性能差，限制了其在复合材料中的应用。本专利技术通过一定的表面改性工艺，成功地改善PBO纤维的表面活性，获得理想的界面结合。(3)本专利技术通过PBO纤维微观形态处理，使每单根纤维表面形成沟槽，光固化树脂粘结剂可渗透到其中，在通常的化学粘结的基础上，又增加了微观锁扣机械粘结，使齿科暂时修复体的整体力学性能得到进一步的提升。(4)通过两色纳米二氧化钛粉体的混合，制备出天然牙色彩范围内的彩色树脂复合纤维材料，改善现有暂时修复体美观性不足的问题。(5)经实验表明，本专利技术所述的纤维树脂复合材料最终的弹性模量范围为25～30GPa；挠曲强度在300～500MPa之间，非常适合用于制造齿科暂时修复体。因此，本专利技术所述的齿科暂时修复体具有以下特性：良好的生物安全性及美学性能，这是齿科美学修复材料的必备前提；合适的弹性模量，可与牙本质更好地匹配，利于牙根应力的合理分布；足够的挠曲强度，以便在修复咬合力较大，需长时间暂时修复的患本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种齿科彩色复合树脂高强纤维暂时修复体，其特征在于，所述暂时修复体是以表面改性及微观形态处理后的聚对苯撑苯并二噁唑(PBO)增强纤维作为增强相，并以纳米改性的增韧树脂作为基质，由所述的PBO增强纤维混入上所述的增韧树脂形成复合材料而制成所述的暂时修复体。

【技术特征摘要】
1.一种齿科彩色复合树脂高强纤维暂时修复体，其特征在于，所述暂时修复体是以表面改性及微观形态处理后的聚对苯撑苯并二噁唑(PBO)增强纤维作为增强相，并以纳米改性的增韧树脂作为基质，由所述的PBO增强纤维混入上所述的增韧树脂形成复合材料而制成所述的暂时修复体。2.根据权利要求1所述的齿科彩色复合树脂高强纤维暂时修复体，其特征在于：所述PBO增强纤维的质量分数为10％、20％或30％。3.根据权利要求1所述的齿科彩色复合树脂高强纤维暂时修复体，其特征在于：作为增强相的PBO纤维按以下方法进行微观形态处理：进行纤维成纤时，使用的喷丝板孔状为有凹槽状的类圆形，使得生产的PBO增强纤维表面形成沟槽。4.根据权利要求1所述的齿科彩色复合树脂高强纤维暂时修复体，其特征在于，所述PBO增强纤维是通过以下方法进行表面改性的：PIPD纤维混纺改性、热处理改性或者硅烷偶联剂改性。5.根据权利要求4所述的齿科彩色复合树脂高强纤维暂时修复体，其特征在于：当通过PIPD纤维混纺改性时，将PIPD/PPA聚合物溶液与PBO/PPA聚合物溶液按聚合物的质量比为1:5-20混合，得到PIPD/PBO/PPA混合体系，输送到纺丝组件中，经喷丝板喷丝，形成初生丝，然后经凝固浴和水洗，最后干燥得到PIPD/PBO混纺纤维，备用；当通过热处理改性时，将预处理后的PBO纤维放置于热处理通道，分别经过100-150℃预热，550-630℃热处理，100-550摄氏度降温，备用；当通过硅烷偶联剂改性时，将预处理后的PBO纤浸泡于Z-6040偶联剂中，1小时后取出置于100℃真空烘箱内烘干，2小时后取出，备用。6.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁慧珉，邵龙泉，胡琛，陈艾婕，赖璇，
申请(专利权)人：南方医科大学南方医院，
类型：发明
国别省市：广东;44