切换至 "中华医学电子期刊资源库"
高级检索
中华口腔医学研究杂志(电子版)

中华口腔医学研究杂志(电子版) ›› 2011, Vol. 5 ›› Issue (01) : 12 -18. doi: 10.3877/cma.j.issn.1674-1366.2011.01.003

基础研究

晶须-颗粒复合体对光固化复合树脂力学性能的影响
张文云1,†(), 李星星1, 陈庆华2, 袁艳波1, 肖玉鸿1, 杨立斗1   
  1. 1.650032 昆明，解放军昆明总医院口腔科·昆明医学院教学医院
    2.650032 昆明理工大学材料科学与工程学院
  • 收稿日期:2010-10-18 出版日期:2011-02-01
  • 通信作者: 张文云
  • 基金资助:
    云南省自然科学基金（2004C0057M）

Effect of whisker-particles compound on mechanical properties of light-curing composite resins

Wen-yun ZHANG1,†(), Xing-xing LI1, Qing-hua CHEN1, Yan-bo YUAN1, Yu-hong XIAO1, Li-dou YANG1   

  1. 1.Department of Stomatology， Kunming General Hospital of PLA·Teaching Hospital of Kunming Medical College， Kunming 650032， China
  • Received:2010-10-18 Published:2011-02-01
  • Corresponding author: Wen-yun ZHANG
全文 ( ) 下载PDF ( ) 导出引用
引用本文：

张文云, 李星星, 陈庆华, 袁艳波, 肖玉鸿, 杨立斗. 晶须-颗粒复合体对光固化复合树脂力学性能的影响[J/OL]. 中华口腔医学研究杂志(电子版), 2011, 5(01): 12-18.

Wen-yun ZHANG, Xing-xing LI, Qing-hua CHEN, Yan-bo YUAN, Yu-hong XIAO, Li-dou YANG. Effect of whisker-particles compound on mechanical properties of light-curing composite resins[J/OL]. Chinese Journal of Stomatological Research(Electronic Edition), 2011, 5(01): 12-18.

目的

研究硼酸铝晶须-二氧化硅颗粒（ABw-SiO2）复合体对光固化牙科复合树脂弯曲性能的影响。

方法

以ABw 和SiO2 比例、正硅酸乙酯（TEOS）用量、硅烷偶联剂用量和填料复合体用量作为实验因素，设计L9（3）4 正交试验，制作试件并测试其弯曲强度和弯曲弹性模量；利用扫描电镜观察熔附体形貌，并对弯曲性能最优组与最差组试件行断面扫描。 以未加填料的基质组作为阴性对照，Z100（A2 色）为阳性对照。

结果

最优组弯曲强度达（123.14±17.37）MPa，与基质组差异有统计学意义，与Z100（A2）复合树脂间差异无统计学意义；弯曲弹性模量为（8.75±0.459）GPa。

结论

正交试验因素对光固化牙科树脂的弯曲性能有显著影响；ABw-SiO2 填料复合体可以显著提高光固化牙科树脂的弯曲性能。

关键词: 晶须-颗粒复合体, 光固化复合树脂, 力学性能, 正硅酸乙酯

Objective

This study aimed to investigate the effect of aluminium borate whisker-SiO2 particles （ABw-SiO2） compound on the flexural properties of light-curing composite resins.

Methods

The influence of the mass ratio of ABw and nano-SiO2 particle， the dosage of TEOS， silane coupling agent and filler compound was studied. The orthogonal experiment of L9（3）4 was designed， using flexural properties as evaluation targets. The effects of the surface morphology of AlBw and the specimen fracture surfaces were characterized by SEM. The unfilled resin was used as negative control， while Z100 （shade A2） used as positive control.

Results

The optimal group had a flexural strength of （123.14 ± 17.37） MPa. It was significantly higher than the unfilled resin group （P＜0.05）， albeit there was no significant difference between the experimental composite and Z100. The optimal group had a flexural modulus of （8.75±0.45） GPa.

Conclusions

The influence of the mass ratio of ABw and nano-SiO2 particle， the dosage of TEOS， silane coupling agent and filler compound resulted in a significant increase of the flexural properties of dental composite resins by orthogonal design. ABw-SiO2 compound could significantly improve the flexural properties of light-curing dental composites.

Key words: Whisker-particles compound, Light-curing composite resins, Mechanical property, Tetraethoxysilane
表1 正交试验的的因素水平表
水平 因素
A B C D
1 40% 0% 1∶1 1%
2 50% 20% 2∶1 2%
3 60% 40% 3∶1 3%
表2 正交试验方案及结果（±s，n=5）
试验号 A B C D 弯曲强度（MPa） 弯曲弹性模量（GPa）
① 1 1 1 1 94.79±10.25 5.66±0.38
② 1 2 2 2 116.05±18.89 6.09±0.60
③ 1 3 3 3 132.23±4.06 6.04±0.42
④ 2 1 2 3 112.52±3.90 6.84±0.48
⑤ 2 2 3 1 115.27±3.03 7.11±0.49
⑥ 2 3 1 2 117.31±9.73 8.60±0.59
⑦ 3 1 3 2 110.17±11.63 10.60±0.57
⑧ 3 2 1 3 114.47±12.95 10.22±0.46
⑨ 3 3 2 1 103.94±5.25 10.31±0.39
表3 弯曲强度正交试验方差分析
试验因素 SS df MS F P
填料用量 270.420 2 135.210 1.455 0.247
TEOS用量 1198.345 2 599.173 6.446 0.004
ABw∶SiO2 908.854 2 454.427 4.889 0.013
γ-MPS用量 1758.056 2 879.028 9.457 0.000
误差 3346.062 36 92.946
总变异 7481.736 44
表4 弯曲弹性模量正交试验方差分析
试验因素 SS df MS F P
填料用量 152.214 2 76.107 337.973 0.000
TEOS用量 3.227 2 1.613 7.165 0.002
ABw∶SiO2 1.303 2 0.651 2.893 0.068
γ-MPS用量 5.368 2 2.684 11.918 0.000
误差 8.107 36 0.225
总变异 170.218 44
图1 填料用量与弯曲性能关系
图2 TEOS 用量与弯曲性能的关系
图3 熔附比例与弯曲性能的关系
图4 硅烷偶联剂用量与弯曲性能的关系
表5 4 ∶1 组与3 ∶1 组弯曲性能的比较（±s，n=5）
组别 弯曲强度（MPa） 弯曲弹性模量（GPa）
3∶1组 123.14±17.35 8.75±0.45
4∶1组 114.56±7.75 7.05±0.63
表6 最优组与对照组弯曲性能比较（±s，n=5）
组别 弯曲强度（MPa） 弯曲弹性模量（GPa）
基质对照组 63.02±6.68 1.55±0.12
最优组 123.14±17.37 8.75±0.45
Z100对照组 138.92±22.49 15.74±1.29
图5 ABw 熔附SiO2 前形貌（SEM ×30 000）
图6 ABw-SiO2 熔附形貌（SEM ×30 000）
图7 最差组试件断面形貌（SEM ×2000） 大箭头所指为晶须从基质中的拔出部分
图8 最优组试件断面形貌（SEM ×2000） 箭头所指为断裂台阶
1
Pallesen U， Qvist V. Composite resin fillings and inlays. An 11-year evaluation. Clin Oral Investig， 2003，7（2）：71-79.
2
Xu HH， Martin TA， Antonucci JM， et al. Ceramic whisker reinforcement of dental resin composites. J Dent Res， 1999，78（2）：706-712.
3
Xia Y， Zhang FM， Xie HF， et al. Nanoparticle-reinforced resin-based dental composites. J Dent， 2008，36（6）：450-455.
4
Tian M， Gao Y， Liu Y， et al. Febrication and evaluation of Bis-GMA/TEGDMA dental resins/composites containing nano fibrillar silicate.Dent Mater， 2008，24（2）：235-243.
5
Xu HH， Quinn JB， Giuseppetti AA， et al. Effects of whisker-to-silica ratio on the reinforcement of dental resin composites with silica-fused whiskers. J Dent Res， 2000，79（11）：1844-1849.
6
Condon JR， Ferracane JL. In vitro wear of composite with varied cure， filler level， and filler treatment. J Dent Res，1997，76（7）：1405-1411.
7
Xu HH. Dental composite resins containing silica-fused ceramic single-crystalline whiskers with various filler levels. J Dent Res， 1999，78（7）：1304-1311.
8
Xu HH. Whisker-reinforced heat-cured dental resin composites： effects of filler level and heat-cure temperature and time. J Dent Res，2000，79（6）：1392-1397.
9
Asmussen E， Peutzfeldt A. Influence of UEDMA， Bis-GMA and TEGDMA on selected mechanical properties of experimental resin composites. Dent Mater， 1998，14（1）：51-56.
10
陈尔凡，陈东. 晶须增强增韧聚合物基复合材料机理研究进展. 高分子材料科学和工程， 2006，22（2）：20-24.
11
Ronald JK， Randall SH， Nicholas JP， et al. The role of the fiber-matrix interface in ceramic composites. Am Ceram Soc Bull， 1989，68（2）：429-442.
[1] 李琳, 杨文, 王晓东. 树脂陶瓷复合材料的研究及临床应用现状[J/OL]. 中华口腔医学研究杂志(电子版), 2024, 18(02): 80-88.
[2] 黄石头, 魏洪波, 李德华. 三维打印钛种植体性能及临床应用的研究进展[J/OL]. 中华口腔医学研究杂志(电子版), 2023, 17(01): 1-9.
[3] 郭丽娜, 王晓东, 张新平, 简裕涛, 赵克. 代型材料力学性能对磨牙氧化锆全瓷冠断裂失效行为的影响[J/OL]. 中华口腔医学研究杂志(电子版), 2019, 13(01): 7-12.
[4] 袁慎坡, 林红, 张研, 郑睿. 口腔材料学教学实验课设计：光照条件对光固化复合树脂性能的影响[J/OL]. 中华口腔医学研究杂志(电子版), 2012, 6(05): 402-404.
[5] 雷爱萍, 黄莉. 不同充填材料治疗老年人根面龋的临床观察[J/OL]. 中华口腔医学研究杂志(电子版), 2012, 6(03): 291-293.
[6] 张帅, 刘凯, 王刚刚, 倪才方, 陈珑. 不同降温法延长椎体成形术中骨水泥注射时间的骨水泥材料性能研究[J/OL]. 中华介入放射学电子杂志, 2024, 12(03): 228-233.
阅读次数
全文


摘要

版权所有 中华医学会 中华医学电子音像出版社有限责任公司  京ICP备14006079号-1  网络出版服务许可证：(署)网出证(京)字第075号