[发明专利]一种聚甲基丙烯酸甲酯—二氧化硅复合义齿基托材料及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明属于纳米复合材料领域，更具体地说，涉及一种基于电荷环境调控改性的纳米二氧化硅(SiO₂)粒子在PMMA中的应用，特别是以PMMA为基体，利用电荷环境调控填充纳米SiO₂粒子，制备PMMA基纳米复合材料。 

背景技术

纳米SiO₂是极其重要的高科技超细无机新材料之一，由于具有量子尺寸效应、小尺寸效应、宏观量子隧道效应和表面界面效应，宏观上体现为比表面积大，表面能大，表面吸附力强，化学纯度高、在电阻、热阻等方面具备优异的性能，以其优越的补强性、稳定性、触变性和增稠性，在众多学科和领域内独具特性，拥有不可取代的地位。纳米SiO₂俗称白炭黑，广泛地应用于各行业中作为催化剂载体、添加剂、消光剂、脱色剂、橡胶补强剂、油墨增稠剂、塑料充填剂、绝缘绝热填充剂、金属软性磨光剂、高级日用化妆品填料等。 

纳米SiO₂分子状态呈三维网状结构或称三维链状结构，为无定形白色粉末，同其它纳米粒子一样，表面都存在有不同键合状态的羟基和不饱和残键，表面偏离了稳态的硅氧结构，但正因如此，纳米SiO₂粒子才具很高的活性，拥有许多特性，比如纳米SiO₂具有抗紫外线的光学性能，可以补强填料，另外还具有吸附色素离子以降低色素衰减的作用等。纳米SiO₂粒子的表面主要存在三种不同类型的羟基：隔离羟基，相邻羟基以及双羟基，隔离羟基主要存在于脱除水分的SiO₂表面；相邻羟基存在于相邻的硅原子上，对极性物质的吸附作用极其重要；双羟基是指在一个硅原子上同时连有两个羟基。由于表面羟基的存在导致纳米SiO₂粒子表面作用强，易团聚，通常是以二次聚集体的形式存在，从而限制了纳米SiO₂超细效应的发挥，在聚合物基体中难以分散和浸润，使其在某些领域无法正常使用。因此必须对纳米SiO₂进行表面改性，目的是改变纳米SiO₂表面的物化性质，提高其与聚合物基体的结合力和相容性，改善其加工工艺。表面改性是指采用化学、物理等方法根据应用需要对粒子表面进行修饰，有目标的改变粒子表面的物化性质，比如提高粒子表面的活性，改善粒子的分散性和耐久性，以及在粒子表面附加新的物理化学 性能和其它特性等。由于纳米SiO₂粒子的结构特点和表面特性，其作为聚合物填料或者用于聚合物改性时必须进行表面改性，改性的目的在于改善纳米SiO₂粒子和聚合物基体的界面相容性，从而获得良好的界面结合力。 

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，获得性能优异的口腔修复材料，以PMMA为基材，采用原位悬浮聚合的方法制备PMMA/SiO₂纳米复合材料，基于SiO₂表面电荷环境的调控对SiO₂纳米填充物进行改性，改变聚合反应条件，研究电荷环境调控下改性后无机填充物的加入对PMMA悬浮聚合体系、复合材料性能的影响。 

本发明的目的通过下述技术方案予以实现： 

一种聚甲基丙烯酸甲酯-二氧化硅纳米复合义齿基托材料，由下述组分经过悬浮聚合制成，100重量份甲基丙烯酸甲酯单体、1～10重量份经过改性后的纳米二氧化硅粒子，再将悬浮聚合产物与热凝型牙托水混合均匀，加热固化。 

所述经过改性后的纳米二氧化硅粒子按照下述步骤进行： 

称取100重量份纳米SiO₂，加入到含有0.1-0.5重量份的四正辛基溴化铵(TOAB)的二甲苯溶液中，充分搅拌分散后加入0.1-3重量份的硅烷偶联剂，超声分散后将分散好的悬浮液在沸腾状态下恒温反应(可选择至少4小时，优选4h-10h)，待反应结束后进行后续处理，得到电荷环境调控下硅烷偶联剂改性的纳米SiO₂。 

上述进行的后续处理可采用以下方法：将处理后的无机粒子悬浮液用布氏漏斗抽滤，再以丙酮为溶剂，在索氏提取器中抽提24h-48h后，真空干燥，得到电荷环境调控下硅烷偶联剂改性的纳米SiO₂。 

所述硅烷偶联剂为硅烷偶联剂KH570。 

所述硅烷偶联剂的用量为0.1-1重量份，优选0.1-0.3重量份。