二、粘接基本原理
粘接是在粘接界面处发生的一个复杂的物理及化学过程。粘接力产生于粘接剂与被粘物之间的界面内,其大小取决于粘接剂的组成和被粘物表面的结构和状态,而且与粘接过程的操作密切相关。
(一)粘接力的形成
粘接剂与被粘物表面之间通过界面的分子相互吸引力、化学键及微机械嵌合等作用牢固地结合在一起,产生粘接力(图3-3)。
关于粘接力形成的机制,目前主要有下面几种理论。
1.化学吸附(chemisorption)理论 该理论认为,粘接剂与被粘物之间形成的化学键是被粘物之间形成强大粘接力的主要原因。其中所涉及的化学键主要有共价键和离子键。共价键键能较高,难以被破坏,不溶物或难溶物的离子键也很稳定。提高化学键结合强度,可以使粘接更加有效,更加持久,更能抵抗应力集中和环境的侵蚀。
2.微机械嵌合(micro-mechanical interlocking)理论 该理论认为,任何物体的表面即使肉眼看来十分光滑,但放大看还是十分粗糙,有些遍布沟壑,有些表面还是多孔性的。粘接剂渗透到这些凹凸或孔隙中,固化后就像许多小钩子一样把粘接剂和被粘物相互锁合在一起。
3.分子间作用力理论 当粘接剂的分子与被粘物表面分子间的距离缩小到极小的程度(如达到0.2~0.3 nm)时,就会因分子间产生的范德华力而发生黏附作用。因此该理论认为,只要两个物体表面广泛紧密接触,仅靠吸附力就能产生很高的黏附强度,但临床工作中很难达成。
4.静电吸引力(electrostatic force)理论 该理论认为具有电子供给体和电子接受体的两种物质接触时,电子会发生迁移,使界面两侧产生接触电势,形成双电层而产生静电吸引力。
图3-3 粘接剂粘接界面示意图
5.扩散(diffusion)理论 该理论认为,粘接剂与被粘物之间仅仅互相接触是不够的,必须发生成分的互相扩散才能形成牢固的粘接。互相扩散的实质就是在界面上发生互溶,这样粘接剂和被粘物之间的界面消失了,变成了一个过渡区域,有利于应力的传递,最终形成良好的粘接强度。
粘接剂和被粘物之间的粘接往往通过一种或数种机制同时作用形成,各种机制对粘接形成的贡献大小不同。(https://www.daowen.com)
(二)粘接条件
在临床工作中,要实现充分的粘接,前提条件是粘接剂必须与被粘物表面的分子或原子形成广泛的紧密接触,这就要求粘接剂在固化前能够充分润湿被粘物表面。因此粘接力形成的必要条件就是粘接剂能够充分润湿被粘物表面。粘接剂对被粘物表面的润湿情况,可以用润湿接触角来表示(参见第二章图2-5)。
(三)理想的口腔粘接材料应具备的条件
由于口腔环境的复杂及操作技术的敏感性等问题,理想的口腔粘接材料应该具备以下条件。
(1)口腔内固化时间合适,一般在常温下3~5分钟能快速固化,固化过程中体积收缩小,固化后粘接剂本身具有较高的强度。
(2)具有良好的生物安全性和生物相容性,在活髓牙的粘接过程中对牙髓无刺激。
(3)具有良好的化学稳定性,在口腔环境内不溶解,不变色,不降解。
(4)吸水率低,与牙齿热膨胀系数一致,粘接剂层非常薄,即无粘接剂黑线,亦非热、电的良导体。
(5)对牙釉质、牙本质、牙骨质及修复材料具有良好的粘接性能和持久的粘接力。
(6)临床使用方便,技术敏感性低。