Zahnheilkunde

Abstrakt

Auswirkungen der Silanisierungsbedingungen auf die Biegeeigenschaften von SiC-faserverstärktem Harz

Taka Norimasa, Aoyagi Yujin, Okawa Seigo und Uoshima Katsumi

Ziel: Ziel dieser Studie war es, die Auswirkungen der Silanisierungsbedingungen auf die mechanischen Eigenschaften des SiC-faserverstärkten Harzes zu untersuchen.
Materialien und Methoden: Als Matrixharz wurde eine Mischung aus Urethandimethylacrylat und Triethylenglykoldimethylacrylat (TEGDMA) mit Campherchinon und 2-(N,N-Dimethylamino)ethylmethacrylat als Initiator für sichtbares Licht hergestellt. Die SiC-Faser mit 10 Massenprozent Sauerstoff wurde mithilfe von zwei Methoden silanisiert, wobei experimentelle Silankopplungsmittel mit 0,5, 1,0 und 2,0 Massenprozent 3-(Methacryloyloxy)propyltrimethoxysilan (γ-MPTS) verwendet wurden. Die Silanisierungsmethoden waren das Trocknungsverfahren, das eine Silanisierung unter atmosphärischen Bedingungen über zwei Wochen ermöglichte, und das Erhitzungsverfahren, das eine Silanisierung bei 100 °C über 30 Minuten ermöglichte. Nach der Silanisierung wurden die SiC-Fasern mittels Fourier-Transform-Infrarot-Spektroskopie (FTIR) analysiert. Die mechanischen Eigenschaften des experimentellen SiC-faserverstärkten Harzes wurden mit dem Dreipunktbiegeversuch gemäß ISO 4049:2009 gemessen und die Bruchfläche des SiC-faserverstärkten Harzes wurde mit einem Elektronenstrahlmikroanalysator (EPMA) beobachtet.
Ergebnisse: Die FTIR-Absorptionsspitzen bei 815 cm ^-1, die den Si-O-CH3-Gruppen des γ-MPTS zugeschrieben werden, und 1087 cm ^-1, die der Si-O-Si-Siloxanbindung zugeschrieben werden, wurden auf der mit 1,0 Massen-% γ-MPTS durch das Trocknungsverfahren silanisierten SiC-Faser beobachtet. Darüber hinaus zeigte die EPMA-Beobachtung, dass diese SiC-Fasern mit dem Matrixharz bedeckt waren. Somit konnten diese SiC-Fasern chemisch am Matrixharz haften. Die Biegefestigkeit und der Biegemodul des faserverstärkten Harzes, das die mit 1,0 Massenprozent γ-MPTS silanisierte SiC-Faser enthält, betrugen bei Verwendung der Trocknungsmethode 238,7 ± 41,1 MPa bzw. 6,0 ± 1,1 GPa. Im Gegensatz dazu wurden die Werte des SiC-faserverstärkten Harzes, das die mit der Heizmethode silanisierten SiC-Fasern enthält, nicht verbessert.
Schlussfolgerung: Das verstärkte Harz, das die mit 1,0 Massenprozent γ-MPTS silanisierte SiC-Faser enthält, zeigte bei Verwendung der Trocknungsmethode bessere mechanische Eigenschaften als die anderen SiC-faserverstärkten Harze.