專利名稱：義齒基托材料聚甲基丙烯酸甲酯表面處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是義齒基托材料聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)的低溫等離子體表面處理方法，該方法可以有效改善口腔義齒基托材料聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)與義齒軟襯材料的粘結(jié)強(qiáng)度，還可以同時(shí)改善PMMA的表面親水性。
背景技術(shù)：
長期以來，聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)作為口腔義齒基托材料，因其具有良好的理化、機(jī)械和生物性能，以及色澤好、易于加工成型、成本低廉，在臨床中被廣泛使用，它是目前制作義齒基托的主要材料。但是由于PMMA表面能低，與義齒軟襯材料之間粘結(jié)強(qiáng)度不足，因此它是造成口腔修復(fù)失敗的主要原因。義齒軟襯材料在口腔修復(fù)領(lǐng)域的應(yīng)用已有上百年的歷史，使用軟襯材料可使義齒組織面與牙槽嵴接觸緊密，使應(yīng)力分布更加均勻，并可緩沖應(yīng)力。此外，它還能增強(qiáng)固位。
為了使基托材料PMMA與軟襯材料形成牢固的結(jié)合，要對基托表面進(jìn)行處理。國內(nèi)外現(xiàn)有的處理方法有物理處理和化學(xué)處理兩類。物理方法主要是基托表面粗化處理，但目前的研究對表面粗化會對粘結(jié)強(qiáng)度產(chǎn)生什么影響尚存在不同的觀點(diǎn)?；瘜W(xué)方法即用化學(xué)處理劑處理PMMA表面，如使用底膠或偶聯(lián)劑等。這種方法對操作人員的技術(shù)要求高，導(dǎo)入的底膠或偶聯(lián)劑具有化學(xué)污染性，同時(shí)常常由于其失效而導(dǎo)致軟襯材料與基托剝離。

發(fā)明內(nèi)容
1、發(fā)明目的本發(fā)明的目的是提供義齒基托材料聚甲基丙烯酸甲酯的表面處理的方法。該方法采用低溫等離子體對PMMA表面進(jìn)行改性處理，在不改變材料基質(zhì)、不產(chǎn)生污染的情況下，能在PMMA表面引入大量極性基團(tuán)，有效改善其與軟襯材料的粘結(jié)強(qiáng)度。同時(shí)，表面極性的增加還能大大提高材料表面的親水性，使義齒佩戴更加舒適。
2、技術(shù)方案本發(fā)明所述的義齒基托材料聚甲基丙烯酸甲酯表面處理方法，其特征在于該方法包括以下步驟(1)將義齒基托材料聚甲基丙烯酸甲酯樣品放入電容耦合無極放電等離子體處理裝置中，用真空泵將體系抽空，達(dá)到足夠的真空度以保證體系中盡量少的空氣殘留；經(jīng)實(shí)驗(yàn)，體系的空氣壓力小于0.01mmHg即可；
(2)用處理氣體O2反復(fù)清洗置換，盡量除去體系殘留的空氣；(3)調(diào)節(jié)處理氣體O2的進(jìn)氣量使體系壓力恒定在0.25-0.35mmHg，既要保持體系足夠稀薄的氣氛以支持放電，又要保證良好的處理效果；(4)打開功率源，開始放電對樣品進(jìn)行處理；經(jīng)反復(fù)實(shí)驗(yàn)，放電功率應(yīng)40-60W，處理時(shí)間為1-4分鐘，這樣能保證達(dá)到最佳的處理效果，防止因放電功率過高或處理時(shí)間過長而導(dǎo)致材料表面溫度升高，表層高分子鏈潛入材料內(nèi)部，從而影響處理效果。。
3、有益效果本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其顯著優(yōu)點(diǎn)是(1)低溫等離子體處理是一種干式工藝，節(jié)省能源，無污染；(2)工藝簡單，處理時(shí)間短，效果顯著；(3)等離子體處理的作用深度僅涉及離表面幾個(gè)到數(shù)十個(gè)納米范圍內(nèi)，改性的區(qū)域和程度具有易控性，而材料本體不受影響。
經(jīng)過反應(yīng)性氣體等離子體——O2等離子體處理，既可以通過表面交聯(lián)消除PMMA表面的弱邊界層，又能在表面上引入大量含氧極性基團(tuán)，使表面的極性大大提高，因此大大提高了其與軟襯材料的粘結(jié)強(qiáng)度。
四

圖1是樣品處理前的X-射線光電子能譜(XPS)的C1s譜。
圖2是樣品處理后的X-射線光電子能譜(XPS)的C1s譜。
五具體實(shí)施例方式
(1)將樣品放入電容耦合無極放電等離子體處理裝置中，用真空泵將體系抽空至壓力小于0.01mmHg；(2)用處理氣體O2反復(fù)清洗置換，盡量除去體系殘留的空氣；(3)調(diào)節(jié)處理氣體O2的進(jìn)氣量使體系壓力恒定在0.3mmHg(在0.25-0.35mmHg范圍內(nèi)都可)；(4)打開功率源，開始放電，放電功率60W(在40-60W范圍內(nèi)堵可)，處理時(shí)間為2分鐘(或1-4分鐘即可)。功率的大小和處理時(shí)間的長短對結(jié)果有較大的影響，必須保證達(dá)到最佳的處理效果，并防止因放電功率過高或處理時(shí)間過長而導(dǎo)致材料表面溫度升高，表層高分子鏈潛入材料內(nèi)部，從而影響處理效果。
對通過上述方法得到的樣品進(jìn)行測試，其結(jié)果是
(1)材料表面含氧極性基團(tuán)增加。
通過X射線光電子能譜(XPS)對O2等離子體處理前后PMMA表面結(jié)構(gòu)的分析，可以看到PMMA表面的含氧極性基團(tuán)(-C-O-和-O-C＝O)明顯增加，其在表面所占的比例由未處理時(shí)的27％增加到41％(見附圖1，2)。
(2)表面親水性改善。
通過對接觸角的測量，材料表面與水的接觸角由未處理時(shí)的72.2°降低到22.0°，表面張力由50.5×10-5N·cm-1提高到75×10-5N·cm-1，表面親水性得到有效改善。
(3)PMMA與軟襯材料抗拉粘結(jié)強(qiáng)度大幅提高。
將制成的PMMA樣品用上述方法處理，按臨床方法一組立即與軟襯材料粘合，另一組在空氣中放置24小時(shí)再與軟襯材料粘合。并與未處理的PMMA樣品與軟襯材料粘合的情況對比。三組樣品在粘合后48小時(shí)，按國家標(biāo)準(zhǔn)(GB/T 1040-1992)進(jìn)行抗拉粘結(jié)強(qiáng)度的測試。結(jié)果如下表所列

經(jīng)O2等離子體處理的PMMA義齒基托與軟襯材料的粘結(jié)強(qiáng)度顯著提高；而且處理以后放置一段時(shí)間對其與軟襯材料的粘合強(qiáng)度并無影響，因此該方法在臨床中很方便實(shí)用。
權(quán)利要求
1.一種義齒基托材料聚甲基丙烯酸甲酯表面處理方法，其特征在于該方法包括以下步驟(1)將義齒基托材料聚甲基丙烯酸甲酯樣品放入電容耦合無極放電等離子體處理裝置中，用真空泵將體系抽空；(2)用處理氣體O2反復(fù)清洗置換，除去體系殘留的空氣；(3)調(diào)節(jié)處理氣體O2的進(jìn)氣量使體系壓力恒定在0.25-0.35mmHg；(4)打開功率源，開始放電，對樣品進(jìn)行處理。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的義齒基托材料聚甲基丙烯酸甲酯表面處理方法，其特征在于在步驟(1)中，用真空泵將體系抽空至體系的壓力小于0.01mmHg。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的義齒基托材料聚甲基丙烯酸甲酯表面處理方法，其特征在于在步驟(4)中，放電功率40-60W，處理時(shí)間為2-4分鐘。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種義齒基托材料聚甲基丙烯酸甲酯表面處理方法，該方法包括以下步驟(1)將義齒基托材料聚甲基丙烯酸甲酯樣品放入電容耦合無極放電等離子體處理裝置中，使用真空泵將體系抽空至壓力小于0.01mmHg；(2)用處理氣體O
文檔編號C08J3/28GK1765960SQ20051009576
公開日2006年5月3日 申請日期2005年11月22日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月22日
發(fā)明者金波, 方江鄰, 張懷勤 申請人:南京大學(xué)