1 引言

膜片式無托槽正疇矯治器（透明矯治器）是使用熱塑性聚合物膜片，在患者牙齒模型上經(jīng)加熱加壓加工制成的可摘式矯治器。其原材料膜片的熱學(xué)性能直接影響矯治器的成型質(zhì)量、力學(xué)性能及臨床使用效果。因此，對膜片材料進行全面的熱分析測試是產(chǎn)品研發(fā)與質(zhì)量控制的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

本報告采用差示掃描量熱法（DSC），對正疇矯治器用膜片材料進行系統(tǒng)的熱學(xué)性能表征。其中，TGA測試依據(jù) YY/T 1819-2022《牙科學(xué) 正疇矯治器用膜片》標準執(zhí)行，DSC測試參考該標準中關(guān)于熱成型對膜片性能影響研究的要求，用于評估材料的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度（Tg）等熱學(xué)參數(shù)。

2 測試標準與依據(jù)

2.1 DSC測試依據(jù)

DSC測試參考 YY/T 1819-2022 標準中關(guān)于熱成型對膜片性能無影響研究（FTIR、DSC）、軟化溫度研究及熱成型溫度研究的要求。DSC可用于測定材料的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度（Tg）、軟化溫度、結(jié)晶/熔融行為等熱學(xué)參數(shù)，為熱成型工藝參數(shù)的優(yōu)化提供依據(jù)。

3 測試方法

4 DSC測試結(jié)果與分析

4.1 DSC曲線

圖1為膜片樣品的DSC測試曲線。曲線包含三個步驟：第一次升溫（綠色曲線、第[1]步）、降溫（藍色曲線、第[2]步）和第二次升溫（粉色曲線、第[3]步）。

4.2 DSC數(shù)據(jù)匯總

4.3 DSC結(jié)果分析

第一次升溫曲線分析：第一次升溫過程中，膜片材料在 72.6℃ 開始出現(xiàn)玻璃化轉(zhuǎn)變，中點溫度為 80.35℃，終止點為 88.35℃。比熱變化為 -0.48 J/(g·℃)，表現(xiàn)為吸熱臺階，這是典型的玻璃化轉(zhuǎn)變特征。第一次升溫曲線反映了材料的實際熱歷史狀態(tài)，包含了生產(chǎn)加工和儲存過程中積累的內(nèi)應(yīng)力。

降溫曲線分析：降溫過程中，玻璃化轉(zhuǎn)變起始點為 85.17℃，中點為 88.02℃，終止點為 90.76℃。比熱變化為 0.25 J/(g·℃)。降溫曲線的Tg略高于第一次升溫，這是由于第一次升溫消除了材料的熱歷史效應(yīng)，降溫過程建立了新的熱平衡狀態(tài)。

第二次升溫曲線分析：第二次升溫曲線反映了材料消除熱歷史后的本征熱學(xué)性能。玻璃化轉(zhuǎn)變起始點為 87.85℃，中點為 92.81℃，終止點為 98.09℃，比熱變化為 0.29 J/(g·℃)。與第一次升溫相比，Tg中點從 80.35℃ 升高至 92.81℃，升高了約 12.5℃。這表明材料在消除內(nèi)應(yīng)力后，分子鏈段運動能力降低，玻璃化轉(zhuǎn)變需要更高的溫度來觸發(fā)。