相分离材料的3D打印复合物的制作方法

背景技术：

1、正畸手术通常涉及将患者的牙齿重新定位成期望的布置，以便矫正咬合不正和/或改善美观。为了实现这些目的，正畸医师和/或患者可以将诸如牙箍、保持器、壳体矫正器(shell aligners)等的正畸器具应用于患者的牙齿。器具被配置为在一个或多个牙齿上施加力以便实现期望的牙齿移动。可以周期性地调整力的施加(例如，通过改变器具或使用不同类型的器具)，以便将牙齿逐渐地重新定位到期望的布置。可以使用聚合物材料来制造用于重新定位患者牙齿的器具。

技术实现思路

1、具有刚度和弹性的双重特性的聚合物材料是期望的，如可形成这种聚合物材料的可3d打印的树脂。本公开提供了使用相分离从单一树脂生成复合材料的方法、系统和装置。

2、提供本
技术实现要素：
是为了以简化的形式介绍一些概念，这些概念将在下面的具体实施方式中进一步描述。本发明内容不旨在指定所要求保护的主题的关键特征，也不旨在用于帮助确定所要求保护的主题的范围。

3、本文提供了用于由单一树脂产生复合材料的方法、系统、装置和套件。在一些实施例中，树脂包括：第一连续相，其包括具有第一反应性的组分；以及第二连续相，其包括具有第二反应性的组分，第一反应性大于第二反应性，并且树脂是能够可3d打印的树脂。本文还提供了通过使用树脂产生复合材料的方法，所述树脂包括：第一连续相，其包括具有第一反应性的组分；以及第二连续相，其包括具有第二反应性的组分，第一反应性大于第二反应性，树脂是能够可3d打印的树脂，并且通过固化树脂来引发聚合反应。本文还提供了使用本文公开的复合材料或组成的正畸器具。

4、在各个方面，本文提供了一种可固化树脂，所述可固化树脂包括：第一连续相，其包括具有第一聚合速率的第一可聚合组分；以及第二连续相，其包括具有第二聚合速率的第二可聚合组分，其中，第一聚合速率和第二聚合速率在足以进行3d打印的条件下确定。

5、在各个方面，本文提供了一种可固化树脂，所述可固化树脂包括：第一连续相，其包括第一可聚合组分和第二可聚合组分，其中，第一可聚合组分以比第二可聚合组分高的浓度存在；以及第二连续相，其包括第一可聚合组分和第二可聚合组分，其中，第一可聚合组分以比第二可聚合组分低的浓度存在。

6、在各个方面，本文提供了一种可固化树脂，所述可固化树脂包括：第一连续相，其包括第一可聚合组分；第二连续相，其包括第二可聚合组分；以及第三连续相，其包括第三可聚合组分。

7、在各个方面，本文提供了一种可固化树脂，所述可固化树脂包括：第一连续相，其包括自由基可聚合组分；以及第二连续相，其包括离子可聚合组分，其中，自由基可聚合组分具有比离子可聚合组分高的聚合速率。

8、在一些实施例中，第一连续相在固化时包括具有60肖氏a至85肖氏d的第一硬度的第一聚合物区域；第二连续相在固化时包括具有60肖氏a至85肖氏d的第二硬度的第二聚合物区域，其中，在37℃下在水性环境中24小时后确定的第一硬度小于第二硬度。在一些方面，第一可聚合组分包括甲基丙烯酸酯部分，并且第二可聚合组分包括丙烯酸酯部分。在一些方面，第一聚合速率具有至少3.5×103s-1且不大于5×103s-1的速率常数，第二聚合速率具有至少1.8×103s-1且不大于2.5×103s-1的速率常数。在一些方面，具有第一聚合速率的组分是丙烯酸酯，具有第二聚合速率的组分是甲基丙烯酸酯。在一些方面，丙烯酸酯是双官能的，甲基丙烯酸酯是单官能的。在一些方面，丙烯酸酯是双官能的，甲基丙烯酸酯是双官能的，并且甲基丙烯酸酯在空间上大于丙烯酸酯。在一些方面，具有第二聚合速率的组分是乙烯基酯。在一些方面，具有第一聚合速率的组分是丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯。在一些方面，具有第一聚合速率的组分是自由基可聚合的。在一些方面，具有第一聚合速率的组分是自由基可聚合的单体。在一些方面，具有第一聚合速率的组分包括丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯单体或其组合。在一些方面，具有第二聚合速率的组分是离子可聚合的。在一些方面，具有第二聚合速率的组分是离子可聚合的单体。在一些方面，具有第二聚合速率的组分包括环氧化物。在一些方面，环氧化物是能阳离子固化的环氧化物。在一些方面，本文的树脂还可包括第三相、第四相或多于四个的相。在一些方面，第三相包括填料。在一些方面，第三相包括聚合物。在一些方面，聚合物包括热塑性塑料。在一些方面，聚合物选自聚烯烃、聚酯、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯、聚苯乙烯、聚丙烯、聚乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚乳酸、聚氨酯、环氧聚合物、聚醚、聚氯乙烯、聚硅氧烷、聚碳酸酯、聚芳酰胺、聚丙烯腈、聚丁二烯、聚环烯烃和共聚物。在一些方面，具有第一聚合速率的组分包括聚合物，并且具有聚合速率的组分包括可聚合单体；或具有第一聚合速率的组分包括可聚合单体，并且具有第二聚合速率的组分包括聚合物。在一些方面，聚合物是热塑性塑料。在一些方面，聚合物与可聚合单体混溶。在一些方面，聚合物与可聚合单体部分或完全不混溶。在一些方面，在可聚合单体聚合时，聚合物部分或完全不溶于树脂中。在一些方面，聚合物部分或完全不溶于树脂中。在一些方面，聚合物包括一个或多个反应性官能团。在一些方面，本文的树脂还可包括填料。在一些方面，本文的树脂还可包括包含填料的不连续相。在一些方面，本文的树脂还可包括包含填料的连续相。在一些方面，填料是官能化的，包括纤维或其组合。在一些方面，本文的树脂还可包括3个、4个、5个、6个或多于6个的相。在一些方面，本文的树脂还可包括多个硬相。在一些方面，本文的树脂还可包括多个软相。

9、在各个方面，本文提供了一种生产复合聚合物组成的方法，所述方法包括：提供权利要求1至38中任一项所述的树脂；以及通过固化树脂来引发聚合反应。

10、在各个方面，本文提供了一种方法，所述方法包括：固化包括第一连续相和第二连续相的树脂以生产复合材料，所述复合材料包括具有第一硬度的软区域和具有第二硬度的硬区域，其中，第一硬度小于第二硬度；使用复合材料制造正畸器具；以及分析正畸器具以识别复合材料的软区域和硬区域。在一些情况下，分析包括使用显微镜技术。

11、在各个方面，本文提供了一种生成复合材料的方法，所述方法包括：将包括第一可聚合组分和第二可聚合组分的可固化树脂置于足以引发聚合的条件下；使所述第一可聚合组分比所述第二可聚合组分更快地聚合，以生成复合材料，所述复合材料包括：具有第一硬度并且以聚合的形式包括所述第一可聚合组分的软聚合物区域，以及具有第二硬度并且以聚合的形式包括所述第二可聚合组分的硬聚合物区域。

12、在各个方面，本文提供了一种生成复合材料的方法，包括：将树脂的第一可聚合组分置于足以引发所述第一可聚合组分的聚合的第一组条件下；以及将所述树脂的第二可聚合组分置于足以引发所述第二可聚合组分的聚合的第二组条件下，其中，第一组条件和第二组条件不同，并且其中，第一组条件包括第一光波长和第一温度中的一个或多个，并且第二组条件包括第二光波长和第二温度中的一个或多个。在一些方面，固化树脂包括光固化树脂、热固化树脂或其组合。在一些方面，聚合条件包括一个或多个光固化步骤、一个或多个热固化步骤或其组合。在一些方面，光固化包括两个或更多个光固化步骤。在一些方面，热固化包括两个或更多个热固化步骤。在一些方面，这种方法还可包括利用固化的聚合物材料制造物体。在一些方面，所述制造包括用3d打印机打印。在一些方面，物体是正畸器具。在一些方面，正畸器具是矫正器、扩张器或间隔器。在一些方面，正畸器具包括多个牙齿接收腔体，所述多个牙齿接收腔体被配置为将牙齿从第一配置朝向第二配置重新定位。在一些方面，正畸器具是被配置为将牙齿从初始配置朝向目标配置重新定位的多个正畸器具中的一个。在一些方面，正畸器具是被配置为将牙齿从初始配置朝向目标配置重新定位的多个正畸器具中的一个。在一些方面，正畸器具是矫正器。

13、在各个方面，本文还提供了通过本文所述的树脂和/或方法中的任何一种或多种制备的复合材料。

14、在各个方面，本文还提供了一种复合材料，所述复合材料包括：第一连续相，其包括第一聚合物区域，所述第一聚合物区域包括聚合形式的第一可聚合组分，并且具有60肖氏a至85肖氏d的第一硬度；以及第二连续相，其包括第二聚合物区域，所述第二聚合物区域包括聚合形式的第二可聚合组分，并且具有60肖氏a至85肖氏d的第二硬度，其中，第一可聚合组分比第二可聚合组分更快聚合，并且其中，在37℃下在水性环境中24小时后确定的第一硬度小于第二硬度。在一些方面，第一可聚合组分包括甲基丙烯酸酯。在一些方面，第二可聚合组分包括丙烯酸酯。在一些方面，第一可聚合组分包括甲基丙烯酸酯，并且第二可聚合组分包括丙烯酸酯。在一些方面中，第一可聚合组分具有比第二可聚合组分高的分子量。在一些方面，第一可聚合组分包括甲基丙烯酸酯或丙烯酸酯部分，并且第二可聚合组分包括乙烯基酯。在一些方面，复合材料包括互穿网络。在一些方面，第二聚合物区域包括环氧化物。在一些方面，环氧化物是阳离子固化的环氧化物。在一些方面，第一连续相包括小于100nm的竖直尺寸、小于100nm的横向尺寸或其组合。在一些方面，第二连续相包括小于100nm的竖直尺寸、小于100nm的横向尺寸或其组合(参见例如图5)。在一些方面，本文所述的复合材料还可包括第一连续相与第二连续相之间的梯度。在一些方面，复合材料的特征在于以下中的一种或多种：断裂伸长率大于或等于5％；储能模量大于或等于500mpa；拉伸模量大于或等于500mpa；以及剩余应力大于或等于0.01mpa。在一些方面，第一连续相的特征在于以下中的一种或多种：断裂伸长率大于或等于5％；储能模量大于或等于500mpa；拉伸模量大于或等于500mpa；以及剩余应力大于或等于0.01mpa。在一些方面，第二连续相的特征在于以下中的一种或多种：断裂伸长率大于或等于5％；储能模量大于或等于500mpa；拉伸模量大于或等于500mpa；以及剩余应力大于或等于0.01mpa。在一些方面，复合材料、第一连续相、第二连续相或其组合的特征在于剩余应力为初始载荷的5％至45％，或剩余应力为初始载荷的20％至45％。在一些方面，复合材料、第一连续相、第二连续相或其组合的特征在于拉伸模量为500mpa至2000mpa，或拉伸模量为800mpa至2000mpa。在一些方面，复合材料的特征在于：断裂伸长率大于或等于5％；储能模量大于或等于500mpa；拉伸模量大于或等于500mpa；以及剩余应力大于或等于0.01mpa。在一些方面，复合材料、第一连续相、第二连续相或其组合的特征在于断裂伸长率大于10％、断裂伸长率大于20％、断裂伸长率大于30％、断裂伸长率为5％至250％、断裂伸长率为20％至250％，或断裂伸长率介于40％与250％之间。在一些方面中，复合材料、第一连续相、第二连续相或其组合的特征在于储能模量为0.1mpa至4000mpa、储能模量为300mpa至3000mpa，或储能模量为750mpa至3000mpa。在一些方面，复合材料、第一连续相、第二连续相或其组合的特征在于剩余应力为0.01mpa至15mpa，或剩余应力为2mpa至15mpa。在一些方面，大于70％的可见光穿过复合材料、第一连续相、第二连续相或其组合。在一些方面，复合材料、第一连续相、第二连续相或其组合是生物相容的、生物惰性的或其组合。

15、本文还提供了包括本公开的一种或多种复合材料的正畸器具。在一些方面，正畸器具是矫正器、扩张器或间隔器。在一些方面，正畸器具包括多个牙齿接收腔体，所述多个牙齿接收腔体被配置为将牙齿从第一配置朝向第二配置重新定位。在一些方面，正畸器具是被配置为将牙齿从初始配置朝向目标配置重新定位的多个正畸器具中的一个。在一些方面，正畸器具是被配置为根据治疗方案将牙齿从初始配置朝向目标配置重新定位的多个正畸器具中的一个。在一些方面，正畸器具是矫正器。

16、通过引用并入

17、本说明书中提及的所有出版物、专利和专利申请通过引用并入本文，在同等程度上如同将每个单独的出版物、专利或专利申请具体地和单独地指出通过引用并入。