【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及牙科材料，具体涉及一种纤维素纳米晶增强聚乳酸隐形牙齿矫治器材料及其制备方法和应用。
技术介绍
1、在口腔医学领域，牙科材料尤其是正畸用材料必须具有高度的定制自由度，以满足用户的个性化需求，这就给各种正畸用牙齿矫治器材料的加工带来了更多的挑战，尤其是这种材料必须满足复杂形状的性能要求，如硬度、抗弯强度、拉伸强度等，同时还面临着复杂形状加工难度大、成本高的问题。
2、聚乳酸(pla)材料是一种新型的可再生生物降解聚合物材料，具有良好的生物可降解性。pla材料可以通过多种方式进行加工，用途十分广泛。同时pla材料制成的产品不但可生物降解，同时具有较好的生物相容性、光泽度、透明性，还具有一定的耐菌性，适合生物体内使用，在生物医疗有着非常好的前景。
3、纤维素纳米晶(cncs)是从天然纤维中提取出的一种纳米级的纤维素，具有低密度、高强度、生物可降解性和可再生性等优势，在开发高性能聚合物复合材料领域具有重要意义。其次，纤维素纳米晶本身就是生物质组织，对复合材料具有天然的亲和力，可作为增强相用于改善复合材料的性能。同时由于cncs来自生物体，具有天然的生物相容性，使其在生物医学中具有巨大的应用潜力。
4、目前cncs作为增强填料仍存在一个主要的问题，cncs间强氢键作用使其在聚合物基体中的分散性较差和相容性较差。
技术实现思路
1、针对上述
技术介绍
中存在的不足，本专利技术主要针对现有牙科材料对于复杂形状加工难度大、成本高的问题。而提供一种纤维素纳
2、改性可以提高cncs在聚乳酸中的分散性和相容性，从而提高cncs与pla的黏合强度。
3、本专利技术第一个目的是提供一种纤维素纳米晶增强聚乳酸隐形牙齿矫治器材料，所述隐形牙齿矫治器材料包括以下重量份的组分：
4、聚乳酸90～95份，改性纤维素纳米晶5～10份。
5、优选的，所述改性纤维素纳米晶是在纤维素纳米晶表面上接枝乙酰基而获得的。
6、优选的，在纤维素纳米晶表面上接枝乙酰基，包括将纤维素纳米晶置于h2so4、hno3以及ch3cooh的混合溶液中进行乙酰化改性而获得的。
7、优选的，所述改性纤维素纳米晶是按照以下步骤获得的：
8、将纤维素纳米晶加入到5～8mol/l的盐酸溶液中，并在冰水浴中超声处理10～20min，获得悬浮液；
9、将悬浮液转移到水热反应釜中，并在100～120℃烘箱内反应2～4h，获得预处理纤维素纳米晶悬浮液；
10、将预处理纤维素纳米晶悬浮液经稀释和/或洗涤调节至中性后，于-40～-50℃冷冻干燥，得到干燥的纤维素纳米晶粉末；
11、将干燥的纤维素纳米晶粉末置于h2so4、hno3以及ch3cooh的混合溶液中改性处理12～24h，过滤，反复清洗到中性，再于250～300℃烘干水分，获得改性纤维素纳米晶。
12、优选的，所述h2so4、hno3以及ch3cooh的体积比为1～2:1～2:1。
13、本专利技术第二个目的是提供一种隐形牙齿矫治器，采用纤维素纳米晶增强聚乳酸隐形牙齿矫治器材料制得的。
14、优选的，该隐形牙齿矫治器的维氏硬度12.31～12.74hv/gpa；抗弯强度529～551mpa；拉伸强度83～91mpa。
15、本专利技术第三个目的是提供一种隐形牙齿矫治器的制备方法，包括：以聚乳酸和改性纤维素纳米晶为原料，通过3d打印技术制得隐形牙齿矫治器。
16、优选的，3d打印过程，包括：
17、将聚乳酸和改性纤维素纳米晶，按照设定比例进行初步混合均匀后，装入打印仪器中；
18、启动打印程序，进行打印仪器预热，预热时间30min，设置打印参数，选择打印模型，然后启动程序进行打印。
19、优选的，打印参数设置包括将功率设为30～50w、层厚为0.05～0.3mm。
20、与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
21、本专利技术提供的一种纤维素纳米晶增强聚乳酸隐形牙齿矫治器材料、牙齿矫治器及其制备方法，具体采用的纤维素纳米晶可作为增强相用于改善复合材料的性能，大幅度改善聚合物材料的性能。对cncs改性可以提高cncs在聚乳酸中的分散性和相容性，从而提高cncs与pla的黏合强度。本专利技术利用pla材料和cncs都具有生物相容性好的特点，将其制备成牙齿矫治器材料，并通过对cncs进行乙酰化，来解决cncs在聚合物基体中的分散性较差和相容性较差的问题，作为纳米增强相来大幅度提高聚乳酸材料的力学性能，同时利用3d打印制造技术的优势来一体化成型隐形牙齿矫治器材料，提高原材料的利用率，降低生产成本，是具有一定的研究价值和现实意义的。
22、本专利技术通过对cncs乙酰化改性，在cncs材料表面接枝上了乙酰基(ch3co-)，导致cncs被活化，变成活性形式，cncs之间会因为乙酰基图修饰层的原因相互排斥，而聚乳酸本身具有很多开放的有机官能团和游离的极性有机分子，其极易与乙酰化的cncs表面的乙酰基键合，提高了cncs和聚乳酸之间的结合力，从而提高聚乳酸材料的力学性能。
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1.一种纤维素纳米晶增强聚乳酸隐形牙齿矫治器材料，其特征在于，所述隐形牙齿矫治器材料包括以下重量份的组分：
2.根据权利要求1所述的纤维素纳米晶增强聚乳酸隐形牙齿矫治器材料，其特征在于，所述改性纤维素纳米晶是在纤维素纳米晶表面上接枝乙酰基而获得的。
3.根据权利要求2所述的纤维素纳米晶增强聚乳酸隐形牙齿矫治器材料，其特征在于，在纤维素纳米晶表面上接枝乙酰基，包括将纤维素纳米晶置于H2SO4、HNO3以及CH3COOH的混合溶液中进行乙酰化改性而获得的。
4.根据权利要求1所述的纤维素纳米晶增强聚乳酸隐形牙齿矫治器材料，其特征在于，所述改性纤维素纳米晶是按照以下步骤获得的：
5.根据权利要求3或4所述的纤维素纳米晶增强聚乳酸隐形牙齿矫治器材料，其特征在于，所述H2SO4、HNO3以及CH3COOH的体积比为1～2:1～2:1。
6.一种隐形牙齿矫治器，其特征在于，采用权利要求1～5任一项所述的纤维素纳米晶增强聚乳酸隐形牙齿矫治器材料制得的。
7.根据权利要求6所述的隐形牙齿矫治器，其特征在于，该隐形牙齿矫治器的
8.一种权利要求6或7所述隐形牙齿矫治器的制备方法，其特征在于，包括：以聚乳酸和改性纤维素纳米晶为原料，通过3D打印技术制得隐形牙齿矫治器。
9.根据权利要求8所述的隐形牙齿矫治器的制备方法，其特征在于，3D打印过程，包括：
10.根据权利要求9所述的隐形牙齿矫治器的制备方法，其特征在于，打印参数设置包括将功率设为30～50W、层厚为0.05～0.3mm。
...【技术特征摘要】
1.一种纤维素纳米晶增强聚乳酸隐形牙齿矫治器材料，其特征在于，所述隐形牙齿矫治器材料包括以下重量份的组分：
2.根据权利要求1所述的纤维素纳米晶增强聚乳酸隐形牙齿矫治器材料，其特征在于，所述改性纤维素纳米晶是在纤维素纳米晶表面上接枝乙酰基而获得的。
3.根据权利要求2所述的纤维素纳米晶增强聚乳酸隐形牙齿矫治器材料，其特征在于，在纤维素纳米晶表面上接枝乙酰基，包括将纤维素纳米晶置于h2so4、hno3以及ch3cooh的混合溶液中进行乙酰化改性而获得的。
4.根据权利要求1所述的纤维素纳米晶增强聚乳酸隐形牙齿矫治器材料，其特征在于，所述改性纤维素纳米晶是按照以下步骤获得的：
5.根据权利要求3或4所述的纤维素纳米晶增强聚乳酸隐形牙齿矫治器材料，其特征在于，所述h2so4、hno3以及ch3c...
【专利技术属性】
技术研发人员：黄磊，凌馨，
申请(专利权)人：广西医科大学附属口腔医院，
类型：发明
国别省市：
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