15986

14277

كارشناسي ارشد

صنايع پليمر

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

1399

يازده، 74ص: مصور، جدول، نمودار

روح اله باقري، سعيد نوري خراساني

زهرا طالبي مزرعه شاهي، رسول اسمعيلي نيسياني

افسانه فخار، مهشيد خرازيها

1399/08/20

كتابنامه

مهندسي پليمر

مهندسي شيمي

1399/08/20

2650468

چكيده كامپوزيتهاي دنداني پايه پليمري همواره با چالش شكست توده اي به عنوان يكي از عوامل كاهش طول عمر اين نوع ترميمهاي دنداني مواجه هستند در اين پژوهش تاثير ايروژل سيليس مزوحفره و مزوكپسولهاي پلي متيل متاكريالت حاوي اتيل 2 سيانوآكريالت بر خواص فيزيكي و مكانيكي رزين پايه آكريالتي نورپخت به طور جداگانه مورد ارزيابي قرار گرفته است ايروژل هاي سيليس طبق روش سل ژل دومرحله اي و خشك كردن در فشار محيط تهيه شدند همچنين اصالح سطح ايروژلهاي سيليس توسط سيالنهاي تري متيل كلروسيالن TMCS و 9 تري متوكسي سيليل پروپيل متاكريالت MPS به منظور بررسي خواص سطحي ايروژلهاي سيليس بر خواص فيزيكي و مكانيكي رزينهاي پايه آكريالتي نورپخت انجام شد مشخصه يابي ايروژل هاي سيليس با استفاده از آزمون جذب واجذب نيتروژن طيف سنجي مادون قرمز و ميكروسكپي الكتروني روبشي نشر ميداني انجام شد بر طبق نتايج ايروژل هاي مزوحفره سيليس با سطح ويژه باال 255 256 مترمربع بر گرم تخلخل باال 77 درصد حفرات مزومتري 99 29 نانومتر و اصالح سطح موفقيت آميز توسط عوامل سيالني تهيه شدند مزوكپسولهاي پلي متيل متاكريالت نيز طبق روش الكترواسپري امولسيوني يا الكترواسپري تك نازل تهيه شدند مشخصه يابي مزوكپسولهاي تهيه شده توسط طيف سنجي مادون قرمز ميكروسكپي الكتروني روبشي نشر ميداني و آزمون گرماوزن سنجي انجام شد بر طبق نتايج بدست آمده مزوكپسولهاي تهيه شده با مروفولوژي كروي و ميانگين اندازه 225 نانومتر حاوي دو جز پلي متيلمتاكريالت پوسته و اتيل 2 سيانوآكريالت هسته بودند در ادامه پژوهش رزين نورپخت بر پايه مونومرهاي متاكريالتي چهار عاملي بيس فنول A گليسروئات دي متاكريالت و تري اتيلن گاليكول دي متاكريالت براي ساخت كامپوزيت ها تهيه شد كامپوزيتهاي حاوي ايروژلهاي سيليس 2 تا 59 درصد وزني و كامپوزيت هاي حاوي مزوكپسول 2 تا 4 درصد وزني تهيه شدند و خواص فيزيكي مكانيكي آنها مورد ارزيابي قرار گرفت بدين منظور مدول خمشي و استحكام خمشي كامپوزيتها طبق روش خمش سه نقطه اي اندازهگيري شد همچنين چقرمگي شكست توسط روش خمش سه نقطه اي ميله با شكاف تك لبه V شكل اندازهگيري شد ميكروسكپي سطح شكست نمونهها نيز به منظور بررسي داليل تاثير ايروژلهاي سيليس و مزوكپسولها بر خواص مكانيكي كامپوزيتها انجام شد همچنين آزمون زاويه تماس كامپوزيتها به منظور بررسي تاثيرايروژلهاي سيليس بر ميزان آبگريزي كامپوزيتهاي حاصل انجام شد بر طبق نتايج بدست آمده افزايش درصد وزني مزوكپسولها در كامپوزيت تاثير منفي بر مدول خمشي و استحكام خمشي نداشت به عالوه طبق بررسي سطح شكست كامپوزيت هاي حاصل مشاهده شد كه به علت فصل مشترك ضعيف مزوكپسولها و رزين مزوكپسولها قادر به شكسته شدن و ايجاد خاصيت احتمالي خودترميم شوندگي براي كامپوزيت را ندارند همچنين بر طبق بررسيهاي انجام شده روش خمش سه نقطه اي با شكاف تك لبه V شكل روش مناسبي براي بررسي بازده خودترميم شوندگي كامپوزيت هاي دنداني حاوي مزوكپسولها نيست از طرف ديگر افزايش درصد وزني پركنندههاي ايروژلهاي سيليس موجب تقويت مدول خمشي استحكام خمشي و چقرمگي شكست كامپوزت شد بدين صورت كه افزايش ايروژلهاي سيليس اصالح سطح شده با MPS و TMCS در بازه 29 2 درصد وزني به ترتيب موجب بهبود 61 درصد و 24 درصد مدول خمشي شدند همچنين كامپوزيتهاي حاوي 59 درصد وزني ايروژل سيليس اصالح سطح شده با MPS و كامپوزيت حاوي 5 درصد وزني ايروژل سيليس اصالح سطح شده با TMCS به ترتيب بيشترين مقادير مدول خمشي 14 4 MPa و 1 21 را نشان دادند افزايش ايروژلهاي سيليس اصالح سطح شده با MPS در بازه 29 5 درصد وزني و TMCS در بازه 52 5 درصد وزني موجب بهبود چقرمگي شكست كامپوزيتها به ميزان 92 درصد شد بر طبق بررسيهاي ميكروسكپي سطح شكست عدم مشاهده ذرات پركننده در معرض قرار گرفته در تمامي درصد هاي وزني پركننده نشان دهنده برهم كنش قوي در فصل مشترك فاز پركننده و زمينه بود همچنين اصالح سطح ايروژلهاي سيليس توسط MPS موجب ترشوندگي و نفوذ بهتر رزين به ساختار ايروژلهاي سيليس شد زيرا نقايص ساختاري كمتري نظير حباب هاي هواي به دام افتاده در سطح شكست كامپوزيت هاي حاوي ايروژل سيسلس اصالح سطج شده با MPS نسبت به كامپوزيت هاي حاوي ايروژل سيليس اصالح سطح شده با TMCS مشاهده شد افزايش پركنندههاي ايروژل سيليس باعث افزايش زاويه تماس كامپوزيتهاي حاصل شد بر طبق اين پژوهش استفاده از مزوكپسول هاي پلي متيل متاكريالت تاثير منفي بر خواص مكانيكي كامپوزيت هاي دنداني پايه آكريالتي نداشت و همچنين استفاده از ايروژل هاي سيليس به عنوان پركننده موجب تقويت خواص مكانيكي كامپوزيت هاي دنداني پايه آكريالتي شد واژگان كليدي كامپوزيتهاي نورپخت پايه متاكريالتي خواص مكانيكي پركنندههاي ايروژل سيليس مزوكپسولهاي پلي متيل متاكريالت حاو

Physical and mechanical characterization of light cure acrylate based dentalcomposite containing 1 mesoporous silica aerogel and 2 mesocpsules of poly methyl methacrylate containing ethyl 2 cyanoacrylate monomer Alireza Aminoroaya ar aminoroaya@gmail com Date of published 1 November 2020 Department of Chemical Engineering Isfahan University of Technology Isfahan 84156 83111 IranDegree Master of science Language PersianSupervisors R Bagheri Bagheri@iut ac ir S Nouri Khorasani saied@iut ac irAbstractPolymer based dental composites always face bulk marginal fracture as one of the main challenges reducing this type of dental restorations lifespan In this study the effect of mesoporous silica aerogel and poly methyl methacrylate PMMA mesocapsules containing ethyl 2 cyanoacrylate EC on the physical and mechanical properties of light cured acrylic resin was evaluated separately Silica aerogels wereprepared according to the two step sol gel process and drying at ambient pressure Also silica aerogels were surface modified bytrimethylchlorosilane TMCS and 3 trimethoxycyl propyl methacrylate MPS silanes to investigate the surface properties of silicaaerogels on the physical and mechanical properties of light acrylic based resins Characterization of silica aerogels was performed bynitrogen adsorption desorption test Fourier transform infrared spectroscopy FTIR and field emission scanning electron microscopy FESEM According to the results mesoporous silica aerogels were prepared with high specific surface area 550 650 m2 g high porosity 77 mesometric pores 10 11 nm and successful surface modification by silane agents PMMA mesocapsules were also prepared byemulsion electrospray or single nozzle electrospray method Mesocapsules were characterized by FTIR FESEM and thermogravimetricanalysis TGA According to the results mesocapsules were prepared with spherical morphology and an average size of 520 nmcontaining two components of PMMA shell and EC core Next light cure resin composites were prepared based on bisphenol Aglyceroate dimethacrylate BisGMA and triethylene glycol dimethacrylate TEGDMA monomers Composites containing silica aerogels 0 to 35 wt and composites containing mesocapsules 0 to 4 wt were prepared and their physical and mechanical properties wereevaluated For this purpose the flexural modulus FM and flexural strength FS of composites were measured according to the three point bending method Fracture toughness FT was also measured by single edge V notch beam three point bending method SEVNB Fractography of the composites was also performed to understand how silica aerogels and mesocapsules influence the composites mechanical properties Also the water contact angle test of the composites was performed to investigate silica aerogels effect on thehydrophobicity of the composites According to the results the increase of mesocapsules content in the composite did not have a negativeeffect on FM and FS Besides according to the composites fracture surface it was observed that the mesocapsules were not able to breakand trigger the self healing property for the composite due to the weak adhesion strength of resin mesocapsule interface According to thisstudy SEVNB is not a suitable method for evaluating the self healing efficiency of dental composites containing mesocapsules On theother hand increasing the silica aerogels fillers content increased the FM FS and FT of composites Thus increasing MPS and TMCS modified silica aerogels in the range of 0 30 wt improved the FM by 86 and 42 respectively Also composites containing 15 wt of MPS modified silica aerogel and composites containing 5 by weight of TMCS modified silica aerogel showed the highest FMvalues 94 4 and 80 8 MPa respectively The increase of MPS modified silica aerogel in the range of 5 30 wt and TMCS modifiedsilica aerogel in the range of 5 25 wt improved the FT of the composites by 23 According to fractography the absence of exposedfiller particles at all filler weight percent

روح اله باقري، سعيد نوري خراساني

زهرا طالبي مزرعه شاهي، رسول اسمعيلي نيسياني

افسانه فخار، مهشيد خرازيها