[发明专利]氧化锆纳米管增强牙托粉的制备方法

说明书

技术领域：

本发明属于医用生物材料领域，特别涉及一种氧化锆纳米管增强牙托粉的制备方法。

背景技术：

牙托粉是制作义齿基托的粉剂材料,主要组成为聚甲基丙烯酸甲酯，在口腔医学方面有着广泛的应用。但聚甲基丙烯酸甲酯存在硬度和强度低、易磨损、韧性差等问题。

为了克服聚甲基丙烯酸甲酯所存在的缺陷，提高义齿基托的强度，人们在基托树脂中加入适当的无机粉体材料。例如，《天津医科大学学报》（2006，1：94–96）报道了一种用纳米SiO₂粉体提高聚甲基丙烯酸甲酯硬度和耐磨性的方法，其中的纳米SiO₂粉体没有进行表面处理；《化学工程师》（2004，4：61–62）报道了一种用纳米SiO₂粉体改善聚甲基丙烯酸甲酯性能的方法，其中的纳米SiO₂粉体用γ-（甲基丙烯酰氧基）丙基三甲氧基硅烷进行表面处理，处理方法是将硅烷偶联剂与纳米SiO₂粉体在80℃条件下直接进行机械共混；《上海口腔医学》（2009，3：313–316）报道了一种用纳米ZrO₂粉体提高聚甲基丙烯酸甲酯弯曲强度的方法，其中的纳米ZrO₂粉体用γ-（甲基丙烯酰氧基）丙基三甲氧基硅烷进行表面处理，处理方法是在丙酮溶液中，用硅烷偶联剂对纳米ZrO₂粉体进行表面修饰，在80℃进行偶联反应。这些报道都是使用纳米粉体进行增强的，表面不处理的粉体与聚甲基丙烯酸甲酯之间不能很好结合，简单的机械共混容易造成偶联剂分散不均匀。用偶联剂的有机溶液处理粉体时，往往存在有机溶剂的污染问题。另外，使用γ-（甲基丙烯酰氧基）丙基三甲氧基硅烷时，处理温度不能过高，否则其中的不饱和键会相互聚合，而较低的温度又不利于偶联剂与粉体表面羟基的反应。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种氧化锆纳米管增强牙托粉的制备方法，用负载了硅烷偶联剂的氧化锆纳米管为增强剂，以克服聚甲基丙烯酸甲酯所存在的缺陷，提高义齿基托的强度。

本发明解决该技术问题所采用的技术方案是：

一种氧化锆纳米管增强牙托粉的制备方法，包括以下步骤：

按体积比甘油：甲酰胺=1:1将甘油和甲酰胺混合，再加入氟化铵和水，得到含1%氟化铵和1%水的电解液；把电解液加入反应容器中，锆片作阳极，铂片作阴极，在室温、50V条件下阳极氧化3小时；反应结束后，将制得的纳米管从锆片上剥离，水洗，放入2%的盐酸溶液中超声处理30min，然后水洗、烘干，500℃煅烧2h，得氧化锆纳米管；

将煅烧后的氧化锆纳米管用0.1-1.0%醋酸水溶液浸渍60min，然后100℃烘干；在无水乙醇中加入硅烷偶联剂，溶解均匀后，再加入经醋酸水溶液浸渍处理的氧化锆纳米管，搅拌10min，然后在搅拌条件下缓慢加热使乙醇蒸发；当乙醇基本完全蒸发后，将样品在120℃加热120min，得负载偶联剂的氧化锆纳米管；其中质量配比为无水乙醇：硅烷偶联剂：经醋酸水溶液浸渍处理的氧化锆纳米管=2：0.05-0.2：10；

在100g普通牙托粉中加入2-6g负载偶联剂的氧化锆纳米管，用研钵研磨均匀，即得氧化锆纳米管增强牙托粉。

上述制备方法中，所述的浓度百分比均为质量百分比，

所述硅烷偶联剂为乙烯基三甲氧基硅烷或乙烯基三乙氧基硅烷。

本发明的有益效果是：

（1）本发明的突出特点是，采用阳极氧化法制备的氧化锆纳米管作牙托粉的增强材料。氧化锆是一种生物惰性材料，具有硬度高、韧性好、耐腐蚀、耐磨损、低导热、化学稳定性和生物相容性好等优点，在生物材料领域有重要应用。氧化锆纳米管的长径比大，这可以增强它与高分子链之间的缠绕，纳米管的管孔结构使高分子链可进入其中，因此，与粉体相比，氧化锆纳米管与高分子链之间会有更强的结合力，这有利于改善和提高义齿基托的综合力学性能。另外，氧化锆纳米管的管孔结构还可以降低义齿基托的导热率。