本发明专利技术提供了一种性能优化的SiOX/PMMA纳米复合树脂，该复合材料是以四氢呋喃为溶剂，将MMA和经改性的纳米SiOX粉体以10∶1～15∶1的质量比，在超声波分散器中分散，再加入MMA单体质量1％～5％的过氧化苯甲酰作为引发剂，继续搅拌，然后升温至50～60℃聚合，制模，干燥，得SiOX/PMMA纳米复合树脂。本发明专利技术制备的SiOX/PMMA纳米复合树脂材料中，纳米SiOX与聚甲基丙烯酸甲酯形成了交联的网络结构，而且纳米石SiOX与聚合物紧密结合。经检测，其具有良好物理化学性能、良好机械加工性能，同时由具有和很好的抛光性能和美观度其，而且强度高，与牙齿组织具有良好的生物相容性，因此，在牙体修复方面具有很好的应用前景。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于复合材料
，涉及一种纳米复合树脂，尤其涉及一种SiO"PMMA 纳米复合材料及其制备方法；本专利技术同时还涉及该SiOx/PMMA的应用——作为口腔牙体修 复材料的应用。
技术介绍
含有双键的有机高分子材料甲基丙烯酸甲酯(MMA)，具有耐腐蚀、力学强度较高等 优点，在一定条件下尺寸稳定，并易于成型加工等优点，被用作口腔牙体修复材料。然而，聚 甲基丙烯酸甲酯(P匿A)也存在着使用温度低(热变形温度只有95tO，耐热性差(热分解 温度为155°C )，表面硬度小，耐磨性差，易吸湿变形等缺点，这在很大程度上限制了其应用 范围。因此，人们一直在进行各种尝试，以改进PMMA的性能，拓展其应用范围。近年来，随 着纳米复合材料技术受到的广泛重视，特别是其对基体材料的增强增韧效果正是聚甲基丙 烯酸甲酯材料改性所需要的。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种性能优化的SiOx/PMMA纳米复合树脂。 本专利技术的另一个目的是提供一种SiO"PMMA纳米复合树脂的制备方法。 本专利技术还有一个目的就是提供该SiOx/PMM的一种应用——作为口腔牙体修复材料的应用。 ( — ) SiOx/PMMA纳米复合树脂 本专利技术的SiOx/PMMA纳米复合树脂，是由纳米SiOx粉体与甲基丙烯酸甲酯以i : io i : 15的质量比复合而成。 纳米SiOx(X二 1 2)为无定型白色粉末(指其团聚体)，是一种无毒、无味、无污染的无机非金属材料。其颗粒尺寸小，比表面积大，表面存在不饱和的残键及不同键合状态的羟基，经高分辨电镜观测发现，其表面含有许多纳米级介孔结构，将纳米SiOx颗粒充分、均匀地分散到树脂材料中，有效地利用了聚合物/无机物纳米复合粒子兼具聚合物的 韧性、可加工性和无机材料的高强度和多功能性等优点，大大改善了树脂材料的生物性能和机械性能。本专利技术纳米SiOx颗粒充分、均匀地分散到聚甲基丙烯酸甲酯中，可大大提高聚甲基丙烯酸甲酯的强度和延伸率，同时也提高了聚甲基丙烯酸甲酯的耐磨性，改善了聚 甲基丙烯酸甲酯的表面光洁度以及抗老化、抗菌性能，使其在口腔牙体修复方面具有很好 的应用前景。 ( 二 ) SiOx/PMMA纳米复合树脂的制备 本专利技术SiOx/PMMA纳米复合树脂的制备方法，是由以下工艺步骤完成 (1)纳米SiOx粉体的改性以四氢呋喃为溶剂，将是纳米SiOx粉体于超声波分散 器中分散1 2h，再加入纳米SiOy质量的0. 1 0. 2倍的硅烷偶联剂(KH-570)作为改性 剂，继续搅拌4 5h ;然后将反应混合物离心分离并用四氢呋喃洗涤3 4次，真空干燥； (2) SiOx/PMMA纳米复合树脂的制备以四氢呋喃为溶剂，将甲基丙烯酸甲酯单体 (MMA)和步骤(1)改性的纳米SiOx粉体以10 : 1 15 : 1的质量比，在超声波分散器中 分散1 2h，再加入甲基丙烯酸甲酯单体质量1% 5%的过氧化苯甲酰作为引发剂，继续 搅拌1 2h，然后升温至50 6(TC聚合0. 5 1小时，制模，干燥，得SiOx/PMMA纳米复合 树脂。 纳米SiOx粉体可以从市场上购买，也可以由以下方法制得将正硅酸乙酯(TE0S) 分散于乙醇溶液(浓度为50%)中，升温至30 5(TC度，搅拌4 5h，然后缓慢加入正硅 酸乙酯体积0. 3 0. 5倍的氨水(浓度为0. 5mo1 L—0 ，继续搅拌形成溶胶，溶胶陈化得凝 胶，离心干燥后粉碎，于800 90(TC下处理2 3h即得。 本专利技术采用原位聚合法，使甲基丙烯酸甲酯单体(MMA)聚合后在溶液中形成的聚 合物网络对纳米SiOy粒子的稳定作用，使纳米SiOy均匀分散；再利用原位聚合将其添加到 树脂基质甲基丙烯酸甲酯中，成功地制备了 SiOy/PMMA纳米复合树脂。由于聚合物PMMA链 段与无机组分纳米SiOx之间有化学键作用，避免了相分离现象的发生，使得复合树脂材料 中具有高强度和良好的力学相容性，同时也改善了聚甲基丙烯酸甲酯的耐磨性、表面光洁 度以及抗老化性能。 填料纳米SiOx颗粒与聚甲基丙烯酸甲酯树脂的结合状况以及纳米SiOx颗粒的粒径都是影响复合材料耐磨损性的重要因素，填料的粒径越小，摩擦系数越低，耐磨损性越强。而纳米颗粒具有小尺寸效应、表面效应、量子效应和宏观隧道效应等特性，可用于增强、增韧复合树脂。本专利技术的填料纳米SiOx粉体的粒径应当在10 25nm之间。 下面通过红外光谱图、TEM照片、TG曲线和力学性能分析对本专利技术制备的SiOX/PMMA纳米复合树脂的结构和性能进行测试和表征。 1、红外光谱分析 图1中(a) 、 (b)禾P (c)分别为纯PMMA、nano-SiOx/PMMA复合材料及nano_Si0x的 红外谱图。图l(a)中，3000cm—1处的吸收峰为PMMA甲基中C_H伸縮振动吸收峰，1730cm—1 处的强吸收峰为PMMA中C = 0的伸縮振动吸收峰；1150cm—1处的中强吸收峰为酯中C_0_C 的对称伸縮振动吸收峰；1638cm—1处C = C双键吸收峰在图1 (a)中消失，表明MMA聚合完 全。图1(c)中，2950-2850cm—1的强吸收带和1458cm—1处的吸收峰分别为液体石蜡的特征 吸收峰。1080和804cm—1处分别为Si-O-Si的伸縮振动峰和Si-O-Si的无机网络吸收峰。 图1 (b)nano-SiOx/PMMA复合材料的谱图中明显地有PMMA的特征吸收峰(1730， 1150cm—1)， 1080cm—1处的吸收峰表明有Si-O-Si的存在。由于测试样品为SiOx与PMMA复合物离心以 后上清液制备的薄膜，既未复合的SiOx都以沉淀的形式被除去(不可能是表面漂浮的少量 SiOx，由于其量特别少，不足以检测出)，而复合产物的谱线中仍然有Si-0的存在，说明SiOx 与PMMA已经复合。然而，这个吸收峰强度特别弱，表明与PMMA复合的SiOx的量特别的少 (按SiOx : PMMA = 5% : 1质量比加入)。 上述现象表明，聚甲基丙烯酸甲酯已经完全聚合，SiOy纳米粒子通过偶联剂作用 成功接在的PMMA上，聚甲基丙烯酸甲酯并不是对纳米SiOx简单的物理包覆，而是和它们产 生了一定的物理和化学相互作用。 2、电镜分析 图2是SiOx/PMMA纳米复合材料的TEM照片，其中(a)为SiOx/PMMA纳米复合材4料放大3.2X10M咅的SEM照片。从图2(a)可以发现，复合材料两相间复合均匀，观察不到 明显的相界面。这表明有机无机相形成分散均匀的连续相，并形成互穿网络，且两相相容较 好。这主要是由于偶联剂的"桥连"作用，使有机链段与无机网络之间相成了化学键，而化 学键的强相互作用，有效阻止了两相间的相分离，使无机相与有机相的边界模糊，即增大了 两相间的相容性，阻止了无机相区大尺寸颗粒的产生，从而形成有机相和无机相网络互穿 的复合材料。图2(b)也证实了这一点。 上述电镜分析表明，本专利技术制备的nano-Si(VPMMA纳米复合树脂材料中，纳米 SiOx与聚甲基丙烯酸甲酯形成了交联的网络结构；而且由于采用了超声分散技术，使纳米 石SiOy与聚合物紧密结合。 3、DTA-TG分析 图3为SiOx/PMMA纳米复合材料的差热-热重曲本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种ＳｉＯ↓［Ｘ］／ＰＭＭＡ纳米复合树脂，是由纳米ＳｉＯ↓［Ｘ］粉体与甲基丙烯酸甲酯以１∶１５～１∶１０的质量比复合而成。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：莫尊理，孟淑娟，张俊晓，张春，冯超，王君，郭瑞斌，
申请(专利权)人：西北师范大学，
类型：发明
国别省市：62
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