【摘要】 目的：研究添加表面有機改性納米二氧化鈰(CeO2)對A2186硅橡膠機械性能的影響. 方法：實驗組將表面有機改性納米CeO2按5，10，15，20，25和30 g/kg的比例添加至A2186硅橡膠中，分為6個實驗組，將未添加表面改性納米CeO2的A2186硅橡膠試件作為對照組. 按照美國材料試驗學會(ASTM) D 412-1998 硫化橡膠、熱塑橡膠和熱塑合成橡膠的拉伸試驗方法及ASTM D 624-2000 常規硫化橡膠和熱塑性彈性體抗撕裂強度的標準制作試件，并測定實驗組及對照組A2186硅橡膠試件的拉伸強度、扯斷伸長率、撕裂強度及邵氏A硬度. 掃描電鏡觀察拉伸試件斷面形態，實驗結果進行統計學分析. 結果：隨著表面改性納米CeO2添加量的升高，A2186硅橡膠的拉伸強度，撕裂強度，扯斷伸長率呈現出先升高再降低的變化，而邵氏A硬度則呈現逐漸升高的變化. 其中，拉伸強度：各實驗組與對照組之間差異無統計學意義(P>0.05)；撕裂強度：20 g/kg組(15.84±0.48) KN／m，25 g/kg組(15.32±0.53) KN／m，均高于對照組及其他各實驗組，30 g/kg組(13.31±0.78) KN／m則低于對照組， 差異具有統計學意義(P<0.05)； 扯斷伸長率： 15， 20和25 g/kg組均高于對照組和其他實驗組， 且20 g/kg組最高值達到 (591.00±15.17)％； 30 g/kg組則低于對照組， 最低值達到 (521.00±40.99)％， 差異具有統計學意義(P<0.05)； 邵氏A硬度：各實驗組均高于對照組，差異具有統計學意義(P<0.05). 結論：添加表面有機改性納米CeO2對A2186硅橡膠機械性能有所改善，當加入的質量比為20 g/kg時，對A2186硅橡膠機械性能的改善為最優. 【關鍵詞】 納米二氧化鈰；硅橡膠；機械性能 【Abstract】 AIM: To study the effect of surface organic modified nano ceriumoxide (CeO2) on the mechanical properties of A2186 silicone elastomer. METHODS: Surface organic modified nano CeO2 was added into A2186 silicone elastomer at the following weight percentage: 5， 10， 15， 20， 25 and 30 g/kg. The one without surface organic modified nano CeO2 was used as a control group. Test samples were made according to American Society for Testing Materials (ASTM) D412 and D624 standards to measure their tensile strength， elongation at break， tear strength， and ShoreA hardness. The section of samples were observed by scanning electron microscope (SEM). The results were analyzed statistically. RESULTS: With the increase of the added amount of surface modified nano CeO2， the tensile strength， the elongation， the tear strength of samples increased first， and then decreased， while the Shore A hardness of samples increased all the way. In the tensile strength， there was not significant difference between experimental groups and control group (P>0.05). In the tear strength， both 20 g/kg group and 25 g/kg group were higher than the control group and the other experimental groups， but 30 g/kg group was lower than the control group， the differences were statistically significant (P<0.05). In the elongation， 15， 20 and 25 g/kg groups were all higher than the control group and the other experimental groups， but 30 g/kg group was lower than the control group; there were statistically significant differences among them (P<0.05). In the Shore A hardness， all experimantal groups were significantly higher than the control group (P<0.05). CONCLUSION: Adding surface modified nano CeO2 could improve the general mechanial properties of A2186 silicone elastomer. When the added amount is 20 g/kg， the mechanical properties of A2186 silicone elastomer show the best improvement. 【Keywords】 nano ceriumoxide；silicone elastomer；mechanical properties 0 引言 患者在日常佩戴硅橡膠贗復體的過程中，常因邊緣撕裂，自身變硬，表面變色，而需要更換［1］. 因此，改善硅橡膠的機械性能，延長贗復體的使用壽命已成為國內外學者研究的熱點. 鈰(Ce)屬于稀土元素，有學者發現稀土元素對硅具有特殊的絡合效應，能夠增加有機硅材料的交聯密度和分子鏈間的穩定性，使材料的耐熱性、強度、抗撕裂性、耐磨性等，得到大幅度改善［2］，而目前有關將表面有機改性的納米二氧化鈰(CeO2)添加入頜面贗復硅橡膠中的研究，國內外報道較少. 本實驗通過測定以表面有機改性納米CeO2為添加劑的A2186硅橡膠的各項機械性能，觀察其對A2186硅橡膠的機械性能的影響，為臨床應用提供理論依據. 1 材料和方法 1.1 材料 A2186硅橡膠(美國FactorII公司)；表面有機改性納米CeO2(直徑為30～40 nm，表面親油處理，廣東惠州瑞爾化學科技有限公司)；AGS500萬能材料實驗機(日本島津)；瑪瑙研缽(上海隆拓儀器廠)；XHS型邵氏硬度計(西北橡膠研究所)；SN3400型掃描電子顯微鏡(日本日立公司). 1.2 方法 1.2.1 實驗分組 實驗組將表面有機改性納米CeO2按5，10，15，20，25和30 g/kg的比例添加至A2186硅橡膠中，用瑪瑙研缽進行充分研磨混合，超聲振蕩30 min后，獲得6組含不同表面有機改性納米CeO2添加量的A2186硅橡膠實驗組，未添加表面改性納米CeO2的A2186硅橡膠作為對照組［3］. 1.2.2 機械性能測定 在實驗組和對照組的A2186硅橡膠中混入質量比10∶1的交聯劑，攪拌均勻，倒入有機玻璃模具中，置入真空泵，負0.1兆帕(Mpa)狀態下維持20 min，充分排除氣泡，室溫靜置24 h固化. 選擇表面平整、光滑、無明顯雜質、無缺陷和機械損傷的固化硅橡膠片備用，所有試件厚度為(3.0±0.3) mm. 按照文獻［4］和文獻［5］的標準制作試件，每組制作5個啞鈴型拉伸試件（圖1）和5個直角型撕裂試件（圖2）. 將啞鈴型試件和直角型試件置于萬能材料試驗機上，分別以8.5 mm/min和500 mm/min的速度拉伸，測材料的拉伸強度、扯斷伸長率和撕裂強度. 按照文獻［6］的方法測量邵氏A硬度，試件測試面與其相對面平行，置于硬制的水平臺面上，每個試件測5個點，測試點距離試件邊緣6 mm，兩測試點之間相距12 mm. 根據Lewis等［7］理想頜面部贗復材料機械性能標準，對測試結果進行評價. 1.2.3 掃描電鏡觀察 將各實驗組中拉伸強度測試完畢的試件斷面經表面噴金處理后，置于掃描電鏡下觀察. 統計學處理：采用SPSS 13.0軟件進行統計分析. 所有數據用x±s表示. 組間比較采用單因素方差分析，多重比較采用LSDt檢驗. P<0.05為差異有統計學意義. 2 結果 2.1 表面有機改性納米CeO2的A2186硅橡膠機械性能測試隨著表面有機改性納米CeO2添加量的升高，A2186硅橡膠的拉伸強度，撕裂強度，扯斷伸長率呈現出先升高再降低的變化，而邵氏A硬度則呈現逐漸升高的變化. 拉伸強度：各實驗組與對照組之間差異無統計學意義(P>0.05)，而20和30 g/kg組拉伸強度之間有顯著差異(P<0.05)，當添加量為20 g/kg時，硅橡膠拉伸強度達到最高值(5.51±0.51) Mpa. 撕裂強度：20和25 g/kg組，均高于對照組及其他各實驗組，30 g/kg組則低于對照組，差異有統計學意義(P<0.05). 其中20 g/kg組撕裂強度達到最高值為(15.84±0.48) KN／m，30 g/kg組撕裂強度則達到最低值為(13.31±0.78) KN／m. 扯斷伸長率：15，20和25 g/kg組，均高于對照組和其他實驗組，30 g/kg組則低于對照組，差異具有統計學意義(P<0.05). 其中20 g/kg組扯斷伸長率最高值達到 (591.00±15.17)％，30 g/kg組扯斷伸長率最低值達到 (521.00±40.99)％.邵氏A硬度值隨添加濃度升高而增大，各實驗組均高于對照組，差異具有統計學意義(P<0.05). 30 g/kg組邵氏A硬度達到最高值為(33.50±0.79) U. 四種性能綜合評價20 g/kg組為最優：拉伸強度為(5.51±0.51) MPa，撕裂強度為(15.84±0.48) KN／m，扯斷伸長率為(591.00±15.17)％，邵氏A硬度為(33.10±0.74) U.

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