高分子樹脂復(fù)合材料廣泛應(yīng)用于齲齒修復(fù)。在口腔環(huán)境中，他們面臨著一個(gè)侵略性的環(huán)境。從機(jī)械上講，咀嚼對(duì)修復(fù)產(chǎn)生復(fù)雜的負(fù)荷。其他現(xiàn)象如磨牙會(huì)導(dǎo)致復(fù)合材料的嚴(yán)重磨損。從化學(xué)上講，唾液形成一種能夠破壞復(fù)合材料的水介質(zhì)。作為極性分子，牙科聚合物很可能吸收水。此外，離子的存在可以加速聚合物分子的水解。食物殘留物也有助于恢復(fù)的退化。最后但并非最不重要的是，牙齒可能會(huì)因?yàn)槔錈崾澄锒媾R突然的溫度變化。由于牙齒、樹脂和填充物之間的熱膨脹系數(shù)不同，熱變化會(huì)在修復(fù)過(guò)程中引起應(yīng)力。因此，研究樹脂復(fù)合材料隨時(shí)間的穩(wěn)定性是很重要的。
有幾種策略可以模擬口腔環(huán)境的影響。其中之一是關(guān)注在體外水環(huán)境中的熱變化。樣品被交替地放入“熱”和“冷”液體中。這個(gè)過(guò)程被稱為熱循環(huán);它不考慮機(jī)械疲勞或磨損現(xiàn)象。水是常用的，但有些實(shí)驗(yàn)是用酒精或人造唾液做的，也就是在水里加入特定的離子。
來(lái)自國(guó)立巴黎高等礦業(yè)學(xué)校的YoanBoussès等人為了驗(yàn)證Turcsányi模型能夠反映基體和界面老化的演變過(guò)程，制備了由相同的基質(zhì)和填料組成的樣品，分成8個(gè)不同填充比的批次，用相同的方法進(jìn)行固化，然后比較四個(gè)不同熱循環(huán)方案的批次結(jié)果，采用掃描電鏡和光譜共焦位移傳感器完成樣品表面分析，并對(duì)不同的復(fù)合材料批次進(jìn)行了屈服應(yīng)力測(cè)量。
完成彎曲試驗(yàn)后，作者用光譜共焦位移傳感器搭配精密位移平臺(tái)組裝成的輪廓儀測(cè)量了斷裂表面積的粗糙度。樣品預(yù)先鍍上金屬。然后，幾微米大小的白光點(diǎn)掃過(guò)表面，并分析了反射光的強(qiáng)度。由于每個(gè)波長(zhǎng)有不同的焦距，反射最強(qiáng)烈的波長(zhǎng)給出了光斑和表面之間距離的信息。距離信息與反射光強(qiáng)信息結(jié)合就能夠繪制出表面的形貌。測(cè)量系統(tǒng)的橫向分辨率為1 um，縱向分辨率30 nm。采用Gwyddion軟件完成粗糙度分析。
圖1. Gwyddion軟件中顯示的從3個(gè)DMG70樣品測(cè)得的輪廓儀數(shù)據(jù)，在0 (a)、5000(b)和10000 (c)周期中進(jìn)行熱循環(huán)。黑色點(diǎn)對(duì)應(yīng)信號(hào)損失。圖c上的正方形顯示了計(jì)算粗糙度的區(qū)域，以避免來(lái)自樣本邊緣的任何偏差。
圖1中對(duì)應(yīng)的是DMG70樣品分別在三種熱循環(huán)周期下測(cè)得的表面輪廓數(shù)據(jù)，對(duì)應(yīng)的三個(gè)粗糙度數(shù)據(jù)分別為Ra 8.055um, Ra 7.05um, Ra 6.947um。
論文標(biāo)題：
A numerical, theoretical and experimental studyof the effect of thermocycling on the matrix-filler interface of dentalrestorative materials