1.3 光引发剂
复合树脂的光引发剂化学性质是有效固化聚合 体达到满意物理机械性能的基础,是光固化复合树 脂不可缺少的关键组分,对材料的光固化速率和程 度起决定性的作用。最常用的光引发剂是樟脑醌 (CQ,camphoroquinone),加入量通常为0.05~1 wt%。CQ也有一些缺点,如它的颜色是黄色的,用于对颜色有要求的牙科材料时其添加量是有限制 的,这同时也限制了材料的固化程度[13]。因此有人 研究新的光引发剂来代替它,PARK[13]等研究了 一种新的光引发剂1-苯基-1,2-丙二酮以及(PPD,1- phenyl-1,2-propanedione)来代替CQ,发现同时添 加PPD和CQ作引发剂的样品,其聚合度要大于单 独添加PPD或CQ的样品。SUN等[14]也研究了用 PPD和2,3-丁二酮(BD,2,3-butanedione)作光引发 剂的光固化复合树脂,与使用CQ作光引发剂的样 品相比力学性能有所提高。PPD和BD是黄色粘性 液体,而CQ在室温下是固体,所以PPD和BD与 树脂有更好的相容性,同时PPD和BD的最大吸收 峰λmax要低于CQ,这就使得PPD和BD在树脂 中的允许加入量多于CQ,所以PPD和BD可以作为新的光引发剂。
光引发剂的吸收光谱波长要和光固化灯的发射 光谱分布范围要相匹配。A.Ogunyinka等[15]通过 研究CQ、PPD、BZ(benzil,为BD的同系物)三种引 发剂两种固化灯卤素灯(quartz-tungsten halogen light QTH)和发光二极管(light-emitting diod LED)绘制出各自的吸收光谱图和发射光谱图,如图 1:
这项研究还比较QTH和LED在三个光照时 间(10 s,20 s,40 s)固化分别含有CQ、PPD和B 的三种树脂。结果表明:①LED在上述三个固化时间固化含CQ树脂固化程度高于含PPD引发剂的 树脂;②LED固化含PPD树脂在10s,20s两个固化 时间固化程度明显低于QTH;③用LED分别固化 含BZ和CQ引发剂的两种树脂,前者固化程度明 显低于后者。④LED分别固化含PPD和BZ的两 种树脂,其固化程度低于QTH固化。对于LED和 QTH,其发射光谱和PPD和BZ的吸收光谱的重叠 不明显,但是与QTH相比,LED的发射光谱与 PPD和BZ吸收光谱的匹配性更差。上述结果提 示:固化含PPD和BZ两种引发剂的树脂LED固化 灯的固化能力低于用QTH,所以在选择固化灯时 要注意相应复合树脂的引发剂成分。
2 光固化灯
光固化灯是牙科光固化复合树脂及黏结剂固化 用的光源,其性能对复合树脂及黏结剂的固化有重 要影响[16]。经过多年的发展,光固化灯的种类及性 能有了很大进步,目前临床上应用的光固化灯有卤 光灯、速效卤光灯、发光二极管(light emitting diod LED)、等离子弧光灯及氩激光灯。
评价光固化灯的重要指标有光强、波长、发光热 量、光源寿命、便携型等。光强又称亮度、功率密度 是光固化灯光出口单位面积每秒发射光子的数量 单位是KW/m2。光固化灯的品牌不同,输出强度 不同。根据输出光强度将光固化灯分为高亮度、中 等亮度和低亮度3个级别。高亮度光固化灯指光强 >1000 mW/cm2,中等亮度光固化灯的光强在40 ~1000 mW/cm2,低亮度光固化灯光强<400 mW cm2。波长是光源发射波长的有效带宽,波长应与 复合树脂中光引发剂的吸收波长相近或一致,光固 化复合树脂常用光引发剂为樟脑醌(CQ),其波长吸 收峰值为468 nm,光固化灯发射波长越接近这个峰 值,激活CQ的能力越强,因此树脂的固化程度依赖 于光固化等的发射波长质量。