隐形矫治用共聚酯PETG的改性研究

作     者：苏昱 

作者单位：北京化工大学 

学位级别：硕士

导师姓名：丁雪佳

授予年度：2014年

学科分类：08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 

主      题：聚对苯二甲酸乙二醇-1,4-环己烷二甲醇酯 隐形矫治用热压膜材料 纳米二氧化硅 气相二氧化硅 热塑性聚氨酯 聚碳酸酯 

摘      要：隐形矫治用热压膜材料是一种用于口腔正畸矫治的透明的热塑性高分子材料,该材料力学性能优异、透明性好、化学稳定性高。国内对热压膜材料研究较少,且所用材料几乎全部依赖进口。本课题以热塑性高分子材料PETG为基体,研究了纳米二氧化硅、热塑性聚氨酯和聚碳酸酯等材料对PETG的力学性能、热性能、微观结构和流变等性能影响。通过正交设计,优化注塑成型工艺,得到性能优异的隐形矫治用正畸热压膜材料。 通过实验发现： (1)气相SiO2含量在0.5%～1.0%时,力学性能和透明性能均优于沉淀法制得的表面改性与未改性的nano-SiO2,唾液吸收量也小于后两者,且其透明性和韧性较好,断裂伸长率为162.0%,唾液吸收量在两周为0.0100mg/g,但拉伸强度为44.0MPa,没有达到医疗用54.0MPa,不能提供较好的矫治力。 (2) PETG/PC2858合金冲击强度、断裂伸长率、透明性和唾液吸收量均优于PETG/APeC,前者的软化点低于后者,在热压膜成型中更容易加工成型;PETG/PC2858合金质量比为70/30时,拉伸强度可以达到57.3MPa,断裂伸长率达到160.0%,唾液吸收量在两周内不超过0.0120mg/g,综合性能接近热压膜材料。 (3)采用聚酯型NX-95A改性PETG/PC合金,综合性能较其它两种TPU好,加入NX-95A后,韧性和断裂伸长率得到大幅增加,唾液吸收量也明显降低,但拉伸强度降低,透明性变差。 (4)采用一次因子法选出对材料性能影响较大的因子,通过正交试验得到最佳注射成型加工条件。实验发现选择较高的模具和注塑温度、适当的注射压力和较快速的注射速度,得到拉伸强度为58.2MPa,断裂伸长率163.2%,透光率为90.6%的隐形矫治用热压膜材料。