齿科树脂基复合材料(dental resin composites,DRCs)是常用的齿科修复材料,其存在的首要缺点是表面易滋生积累细菌,导致二次龋齿进而引发材料的断裂失效。该问题的主要解决方法是通过添加抗菌剂赋予DRCs抗菌性,但目前常用的抗菌剂会降低材料原有的力学性能。DRCs的第二个缺点是聚合收缩较大,易造成边缘微漏,导致临床修复失败。为获得低聚合收缩的DRCs,无机填料的添加量必须很高(40wt%以上),但这通常劣化了齿科树脂的良好工艺性和力学性能。因此,在较低无机填料添加量下,获得兼具低聚合收缩、抗菌性和高力学性能的新一代DRCs是一项具有重要意义的课题。本文即围绕这个课题展开研究。首先,用γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(γ-MPS)对四针状氧化锌晶须(T-Zn Ow)进行表面处理获得硅烷改性的T-Zn Ow(K-T-Zn Ow);而后采用St?ber法对K-T-Zn Ow进行Si O2包覆改性。采用正交试验,设计合成了一系列Si O2包覆率不同的新型Si O2杂化四针状氧化锌晶须(SK-T-Zn Ow),研究了氨水的添加量、水的添加量、反应时间和正硅酸四乙酯(TEOS)的滴加时间等四个因素对Si O2包覆率的影响。研究结果表明,四个因素对Si O2包覆率都有不同程度的影响,其中反应时间和氨水的添加量影响最大。反应时间越长,Si O2包覆率越大,适量的氨水会增大Si O2包覆率,而过量的氨水会减小Si O2包覆率。采用多种手段,对SK-T-Zn Ow的结构进行了表征。抗菌测试结果显示,SK-T-Zn Ow和K-T-Zn Ow具有与T-Zn Ow相同的抗菌率,说明γ-MPS处理以及Si O2杂化不影响T-Zn Ow的抗菌性能。其次,将SK-T-Zn Ow与商业齿科丙烯酸树脂(UBT)基体复合,制备了系列复合材料(SK/UBT)。系统研究了填料的表面性质及含量对复合材料的结构及综合性能(转化率、聚合收缩、抗菌性能、力学性能和吸水率及溶出率)的影响。研究结果说明,与T-Zn Ow/UBT复合材料(T/UBT)相比,SK/UBT复合材料不仅对变异链球菌具有显著且持久的抗菌效果,而且具有更高的力学性能以及更低的聚合收缩、吸水率和溶出率。含20wt%SK-T-Zn Ow的SK/UBT复合材料在未储存及37°C去离子水中储存20天后的抗菌率分别高达98.1%和93.7%,其弯曲强度、弯曲模量、维氏硬度分别是含20wt%T-Zn Ow的T/UBT复合材料的1.3、1.1、1.4倍,而前者的聚合收缩是后者的0.8倍,完全克服了现有技术中DRCs存在的二次龋齿、力学性能低及聚合收缩大的缺点。这些优异性能源于SK-T-Zn Ow的独特结构,其表面包覆了众多微小Si O2颗粒,它们的存在赋予界面额外的机械铆合作用,且使晶须之间彼此分开提高了其分散性,从而增强了晶须的增强效率;此外,γ-MPS处理赋予晶须表面能与UBT反应的双键基团,也有利于提高其分散性及其与UBT树脂的界面作用力。