[发明专利]一种类牙釉质结构复合材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种类牙釉质结构复合材料的制备方法，具体包括以下步骤：称取我谁乙二醇，加入氟化铵、过氧化氢配制成电解液，浸泡钛片阳极氧化，得到非晶氧化钛纳米管阵列，浸泡入PMMA溶液，取出后自然干燥；干燥后再次滴加PMMA溶液，重复4‑6次，得到单层复合材料；在单层复合材料的管底表面涂覆医用粘结剂氰基丙烯酸酯，迅速转移热压，得到类牙釉质结构复合材料。本发明制备了一种操作简单，低成本，绿色环保，尺度大，利于实际生产的高性能复合材料，该复合材料具有高强度，高阻尼，微结构可控的优点。

技术领域

本发明涉及无定型陶瓷材料/有机分子复合材料制备技术领域，更具体的说是涉及一种类牙釉质结构复合材料的制备方法。

背景技术

自然界中有诸多集各种优越性能于一体的复合材料，而牙釉质就是其中之一，它既坚硬又有足够的韧性，能很好的应对外界冲击。虽然人类骨骼，昆虫的外骨骼，以及贝壳都表现出类似的优良性能，但是它们之间的纳米结构相差较大。而人类、海胆、恐龙和海象牙釉质的纳米结构却基本相似，都在整齐的釉柱间包裹着蛋白质基质。牙釉质在不同生物中的保守进化说明了这个结构的优越性。因此开发出一种类牙釉质性能的复合材料，将对生物医学和航空航天领域的研究有深远影响。

目前的现有技术，人工复合材料对于类似釉柱的“垂直”结构难以模仿制造出来。有些科研组用氧化锌纳米棒阵列和聚合物分子构建轻质高强高阻尼复合材料，虽然成品表现出一定的力学性能，但也有很多缺陷，例如实验操作复杂，制备周期长，以及合成出来的复合材料不具备实际生产潜质。

因此，结合上述问题，在制备轻质高强高阻尼复合材料领域，通过模仿自然牙釉质微观结构与成分组成，提供一种制备高强度，高阻尼，大尺寸，实验操作简单，利于实际生产需要，高力学性能的类牙釉质结构复合材料，是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种类牙釉质结构复合材料的制备方法，本发明制备了一种操作简单，低成本，绿色环保，尺度大，利于实际生产的高性能复合材料，该复合材料具有高强度，高阻尼，微结构可控的优点。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种类牙釉质结构复合材料的制备方法，具体包括以下步骤：

S1，称取500mL无水乙二醇，加入氟化铵、过氧化氢配制成电解液，将钛片浸泡在电解液中，设置10-60V电压阳极氧化，得到非晶氧化钛纳米管阵列；

S2，配制0.1-1wt％的PMMA溶液，将步骤S1得到的非晶氧化钛纳米管阵列浸泡在PMMA溶液中12-18h，取出后自然干燥；

S3，取PMMA溶液滴加在步骤S2所得的干燥非晶氧化钛纳米管阵列上，干燥后再次滴加PMMA溶液，重复4-6次，得到厚度为9-11μm的单层复合材料，厚度为8-12μm；

S4，将单层复合材料的管底表面涂覆医用粘结剂氰基丙烯酸酯，迅速转移热压，设置温度为30-60℃，时间12-18h，压力为5-30MPa，得到厚度为 10-60μm的类牙釉质结构复合材料。

上述技术方案的有益效果是：根据天然牙釉质的结构，用阳极氧化法制备的非晶陶瓷纳米管阵列模仿牙釉质材料釉柱的“垂直”结构，在其管间/管内引入有机高分子PMMA，模仿牙釉质材料釉柱间的蛋白质基质增强相。

优选的，所述步骤S1中电解液的氟化铵0.1-1wt％、过氧化氢1-10wt％。

优选的，所述步骤S1中钛片的纯度为0.9-0.99。

优选的，所述步骤S1中阳极氧化的时间为0.5-10h。

优选的，所述步骤S1中非晶氧化钛纳米管阵列的外径为100-150nm，长度为5-50μm。