%26nbsp; 引言在颌面赝复体,如义耳、义鼻等的制作中,我们经常会遇到硅橡胶与塑料之间的粘接问题.目前,二者的结合主要靠机械固位,存在着硅橡胶易剥脱的问题,直接影响到赝复体的制作和使用效果.关于二者之间的粘接问题,国外研究很少,国内研究尚无文献报道.作者在临床工作中发现,硅橡胶偶联剂的使用可以提高二者之间的粘接强度,但缺乏实验研究依据,目前国内亦未见相关报道.本试验通过测定塑料与硅橡胶间的粘接强度,探讨塑料基板表面硅橡胶偶联剂的处理对于其与ＳＹ 1型硅橡胶之间粘接性能的影响,寻求提高两者之间粘接力的方法.
1 材料和方法
1.1 材料 ＳＹ 1型双组分室温固化硅橡胶(第四军医大学秦都口腔医学院);热凝义齿基板塑料(上海齿科材料厂);硅橡胶粘接剂ＧＤ 414(成都晨光有机硅研究所);硅橡胶偶联剂Ａ 304(Ｆａｃｔｏｒ2);砂纸(800目)(帆船牌水砂纸);ＢＥＳＮＯ2ＭＧＩ250拉力实验机(Ｒ10ＴＹＰＥ2092德国);ＪＪＴ5Ｋ万能拉力实验机(英3336).
1.2 方法 按ＩＳＯ814 86《硫化橡胶与金属粘合强度的测定两板法》制作试件,采用金属拉块的标准制作塑料拉块,每个实验组制备5对实验样本.样本粘接面用800目砂纸按同一方向、相同压力均匀打磨,再用高压气枪将打磨面彻底清洁、吹干、晾干;用偶联剂Ａ 304处理粘接面10ｍｉｎ(只用ＧＤ 414组无此过程);再用干净的毛刷(画笔)均匀涂布硅橡胶粘接剂ＧＤ 414(约0.5ｍｍ)(只用Ａ 304组无此过程),晾干备用;将ＳＹ 1硅橡胶基质和交联剂搅匀抽真空,倒入模腔内,合上模具,室温固化24ｈ,室温下从模具中取出拉块,测试拉块强度.用ＢＥＳＮＯ2ＭＧＩ250拉力实验机分别测量各组5对实验样本的拉块强度.按ＩＳＯ36 1985《硫化橡胶与织物粘合强度的测定》制作试件,此标准规定了用剥离(分离)法测定橡胶(或类似弹性体)与橡胶间、橡胶(或类似弹性体)与织物间及织物与织物层间粘合界面剥离所需拉力的试验方法,一层橡胶或橡胶弹性体与金属板状物粘合体的剥离实验亦可参照使用.本实验采用金属板状物的标准制作塑料板状物,每个实验组制备5个实验样本.样本粘接面用800目砂纸按同一方向、相同压力均匀打磨,再用高压气枪将打磨面彻底清洁、吹干、晾干;用偶联剂Ａ 304处理粘接面10ｍｉｎ(只用ＧＤ 414组无此过程);再用干净的毛刷(画笔)均匀涂布硅橡胶粘接剂ＧＤ 414(约0.5ｍｍ)(只用Ａ 304组无此过程),晾干备用;将ＳＹ 1硅橡胶基质和交联剂搅匀抽真空,倒入模腔内,合上模具,室温固化24ｈ,室温下从模具中取出试件,测试剥离强度.用ＪＪＴ5Ｋ万能拉力实验机分别测试各组5个实验样本的剥离强度[4,5].统计学处理:数据用ｘ%26plusmn;ｓ表示,采用ＳＰＳＳ统计软件进行单因素方差分析及ＬＳＤ两两比较.
2 结果实验结果显示3组标本断裂部位属于粘接剂破坏或粘接剂与硅橡胶的混合破坏.统计结果表明:ＧＤ 414和Ａ 304共用组(组1)样本粘接强度最大,只用偶联剂组(组2)其次,只用粘接剂组(组3)最小(Ｔａｂ1).
3 讨论以往研究结果表明,能够提高塑料与硅橡胶间粘接强度的粘接剂从本质上均属于室温固化型单组分硅橡胶.室温固化型(缩合固化型)硅橡胶是指无需加热在室温下就能固化的硅橡胶,根据其组成成分又分为两种:一种是双组分,相互以一定比例混合就能固化成弹性体,常可用作颌面部赝复体材料;另一种为单组分,在室温下吸收空气中的水分与之反应而固化,临床中常用作粘接剂,亦可作为颌面部赝复体外着色时色料的载体.本实验所采用的粘接剂是成都晨光有机硅研究所研制的硅橡胶粘接剂ＧＤ 414,也是一种室温固化型单组分硅橡胶.Ａ 304是由Ｆａｃｔｏｒ2公司研制的一种硅橡胶偶联剂,它有助于提高硅橡胶与金属、树脂及塑料等物质的粘接性能.在粘接过程中,为了在粘接剂与被粘物表面之间获得一坚固的界面层,常利用含反应性基团的偶联剂与被粘物固体表面和基质形成化学键来实现.使用偶联剂来提高物质之间的粘接强度是粘接领域的重要的研究内容之一.目前口腔领域专用的偶联剂有以下几种:含磷酸酯偶联剂、氨基酸衍生物偶联剂、含醛偶联剂、聚氨酯偶联剂、硅烷偶联剂等.
Ａ 304是一种硅橡胶偶联剂,它有助于提高硅橡胶与金属、树脂及塑料等物质的粘接性能.本实验根据是否用Ａ 304对塑料义齿基板粘接面进行处理,设置3个实验组:硅橡胶粘接剂(ＧＤ 414)与偶联剂(Ａ 304)共同使用、只用粘接剂及只用偶联剂3组;用拉力实验机分别测量此3组塑料与ＳＹ 1型硅橡胶之间的粘接强度并进行比较.拉块强度是两种物质之间的粘接强度的重要指标之一,拉块强度的大小直接反映着二者之间的粘接性能.对于塑料与硅橡胶之间的拉块强度的测试,在国际上没有统一的标准,本实验采用ＩＳＯ814 86《硫化橡胶与金属粘合强度的测定两板法》的国际标准,在试样的粘合面上施加均匀垂直的拉力,测定单位面积上的最大拉力为塑料与硅橡胶的拉块强度.
剥离强度是两种物质之间的粘接强度的另一个重要指标,其大小也直接反映着二者之间的粘接性能.对于塑料与硅橡胶之间的剥离强度的测试,在国际上没有统一的标准,本实验采用ＩＳＯ36 1985《硫化橡胶与织物粘合强度的测定》的国际标准,采用标准的扁形条状试样,在规定的条件下,以剥离的方法测定由相同材料粘合的层间,或由不同材料粘合的层间界面分离时,所需要的剥离力.从结果可看出,3组标本断裂部位属于粘接剂破坏或粘接剂与硅橡胶的混合破坏.统计结果表明:ＧＤ 414和Ａ 304
共用组样本粘接强度最大,只用偶联剂组其次,只用粘接剂组最小,而且差异显著(所有Ｐ%26lt;0.05).说明偶联剂Ａ 304的应用在塑料基板与ＳＹ 1硅橡胶粘接过程中起非常重要的作用.虽然橡胶的粘接工艺目前已有较成熟的实践经验,但是粘接过程涉及表面化学等复杂的化学反应,因此,对粘接机制的认识至今尚不明确.学者们基于各自不同的实验条件提出了许多理论,例如吸附理论、双电层理论、扩散理论等化学粘接理论以及机械粘接理论等.但这些理论只适用于某些特定条件的粘接体系,尚不能较完善的解释所有的粘接现象.至于偶联剂提高硅橡胶与塑料之间的粘接性能的机制,也没有比较成熟的理论.
根据粘接过程有%26ldquo;相似相容%26rdquo;的普遍原理,即理化性质及化学结构越相似或接近的物质越容易粘接在一起,相反则不容易.ＳＹ 1型硅橡胶与ＧＤ 414从本质上都属于硅橡胶,因此结合应该很容易,本实验结果也证明二者之间的结合均未见破坏.硅橡胶与塑料是两种在理化性质及化学结构上均相差很远的物质,塑料义齿基板的主要成分包括聚甲基丙烯酸甲酯、引发剂、着色剂等;ＳＹ 1型硅橡胶属于双组分室温固化型硅橡胶,是一种端羟基硅橡胶,故与塑料结合有较大难度.事实上影响两者之间粘结强度的因素还有很多,如塑料表面是否溶胀、塑料表面的粗糙化等等,拟设计其他实验进行研究.
目前,塑料义齿基托与硅橡胶之间的结合主要靠机械固位,即主要靠塑料表面的机械固位装置固位.如果能辅以一定的化学粘接力,一定将大大提高赝复体的制作和使用效果.本实验从物理的角度,即粘结强度方面证实了塑料基板表面的偶联剂(Ａ 304)处理对其与ＳＹ 1型硅橡胶之间粘接性能的影响:即偶联剂的应用在塑料基板与ＳＹ 1硅橡胶粘接的过程中起着非常重要的作用;偶联剂与粘接剂同时使用时可以获得最大的粘接强度,单独使用偶联剂或者单独使用粘接剂效果均不理想;故临床中二者粘接时建议先用偶联剂处理塑料基板表面,再用粘接剂进行粘接,可获得比较好的粘接效果.从本质上如何用化学的理论去解释这一结果,还有待于做进一步研究.下一步试验计划研究界面的微观结构,探索两者结合的化学基础,从而为进一步提高粘结强度提供一定实践依据.本实验表明:尽管二者之间的粘接力有所提高,但是距临床的要求还有一定的差距,因此欲进一步提高塑料与硅橡胶之间的粘接性能仍需要做大量的工作.
