聚酯基隐形正畸用复合材料的制备及结构性能研究

作     者：田蔚然 

作者单位：北京化工大学 

学位级别：硕士

导师姓名：丁雪佳;王国胜

授予年度：2018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酯-1,4-环己烷二甲醇酯(PETG) 聚碳酸酯(PC) 聚氨酯弹性体(TPU) 正畸矫治材料 

摘      要：隐形正畸口腔矫治材料,临床上用于牙齿矫正领域,其不仅外形较传统牙齿矫正器更加能让使用者接受,且具有较强的舒适性与安全性,因此市场巨大。不过由于相关材料均是从国外进口,因此其成本极高,短期内难以实现技术的普及化。本研究选定的基体材料是热塑性聚酯PETG,基于共混性研究完成新型正畸口腔矫正材料的研制,以改变正畸材料依赖进口的尴尬局面。本课题依次选定的改性剂有TPU以及PC,针对其展开影响PETG性能的系统研究,并得出如下结论:(1)PETG/TPU共混物中,TPU所占比例在15%以内时,所得二元PETG/TPU共混物高度透明,透光率超过86%;数据显示,当TPU占比为15%时,共混体系拉伸强度达37MPa,出现大幅降低,无法实现产品所需矫治力的需求;(2)PETG/PC共混物中,配比不会对共混物的透明度造成显著影响,不过共混物拉伸强度、刚度、粘度以及熔融指数均同PC含量成正相关,而应力松弛率与吸水量则与之成负相关。实验数据显示,当按60/40对PETG/PC进行配比时,所得共混物高度透明,透光率高达92%,拉伸强度为55MPa,应力松弛率为0.0409N/s,吸水量为0.40%,硬度为84.6(邵氏D),与进口材料的性能接近;(3)PETG/PC/TPU三元共混体系中,以60/40作为PETG/PC的固定配比,实验表明,当添加10%TPU时,共混体系高度透明,透光率超过85%,拉伸强度58MPa,应力松弛率0.0354N/s,吸水量0.43%,性能不亚于进口材料,在一些性能指标方面甚至优于进口材料。