评估表面处理、粘接水门汀及热循环对PEEK-复合材料粘接强度影响的标准化方案

本研究提出了一种标准化方案，用于评估表面处理、粘接剂类型以及热循环对PEEK复合材料骨强度的影响。该方案有助于一致地评价可能改善PEEK修复体长期性能的粘接方法。首先，获取聚醚醚酮（polyether ether ketone，简称PEEK）圆盘试样。

根据指定的处理方案对表面进行处理。制备标准化的间接复合树脂圆盘，用于通过不同粘固剂与处理后的PEEK表面进行粘接。将每种表面处理组分为氧化锌无丁香酚水门汀组和自粘接树脂水门汀组。

对于氧化锌非丁香酚水门汀，将等长的基质糊剂和催化剂糊剂挤出至调拌板上。混合约20秒，直至获得均匀一致的稠度。使用刮刀将调拌好的水门汀涂布于处理过的PEEK表面，并施加轻柔压力，以尽量减少空气滞留。

对于自粘接树脂水门汀，将自动混合头连接到注射器上，并先挤出少量材料以确保混合充分。然后，在保持混合头与表面接触的同时，直接将水门汀涂布于处理过的PEEK表面，以维持连续流动并减少空气混入。用均匀的一层水门汀覆盖整个粘接区域。

将复合圆盘居中放置在任一涂有粘固剂的PEEK表面。随后，施加500克的恒定垂直载荷，持续10秒，以标准化粘固剂厚度并确保均匀贴合。使用微型刷清除边缘多余的粘固剂。

对于氧化锌非丁香酚水门汀，在施加负载的情况下，允许其凝固时间为六分钟。对于自粘接树脂水门汀，使用光固化装置在距离五毫米处从各个方向进行聚合，总照射时间为80秒。在标准化条件下，将指定的试样在5至55摄氏度之间进行热循环，总共循环5,500次。

然后，将包埋的样本安装在万能试验机上，并进行剪切粘接强度测试。在所有表面处理组中，自粘接树脂水门汀的剪切粘接强度值均高于不含丁香酚的氧化锌水门汀。经过热循环后，使用临时水门汀粘接的样本其剪切粘接强度值最低，低于其他各组。

热循环处理降低了两种水泥的剪切粘接强度值。未经热循环处理的树脂粘接剂粘接喷砂处理试样表现出最高的剪切粘接强度值。经硫酸酸蚀和激光处理的试样表现出中等的剪切粘接强度值。

使用临时粘接剂粘接的未处理PEEK表面显示出与处理过的表面相当或更高的剪切粘接强度值。该方案可用于评估PEEK复合材料在模拟临床条件下的粘接耐久性。安全操作硫酸和激光设备对于确保操作者安全和实验过程的一致性至关重要。

未来的研究可以评估其他表面处理方法、不同的粘接剂、复合材料以及热循环条件，以优化聚醚醚酮（PEEK）的粘接性能。