1.本发明属于牙齿美白领域，特别涉及一种基于聚四氟乙烯压电材料的牙齿美白产品。
背景技术：2.公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
3.压电效应指对材料施加外力使其产生形变，这种材料就会响应机械应力产生电荷的效应，具有压电效应的材料就叫作压电材料。这种压电势能在水溶液中可以转化为化学势能催化水分解产生活性氧，活性氧可以降解沉积在牙齿表面的色素以及杀死附着在牙齿表面的细菌。聚四氟乙烯具有良好的耐腐蚀性，化学稳定性，高润滑不沾性，抗老化性能等，在生物医疗领域应用广泛。同时，研究表明通过超声极化处理可以得到聚四氟乙烯压电材料，这极大的减少了激活压电材料压电性能的成本。
4.常用的美白牙膏成分包括摩擦剂、过氧化物、表面活性剂、抗再沉积剂、着色剂、酶和聚天冬氨酸盐等，但是这些美白剂可能会破坏釉质结构导致菌斑附着、本质暴露、黏膜损伤，且作用时间过长。同时，从化学角度来看，低浓度过氧化物仅与牙齿保持2～3min接触以及考虑到唾液稀释的问题，是否还有足够的活性氧能达到牙齿漂白的效果是存在疑问的。冷光美白是一种较迅速的牙齿美白方式，对内源性着色也有很好的效果，可以使牙齿变得光亮洁白。但是有着温度敏感、黏膜刺激、短期内易着色的缺点。此前面世的含有压电材料的美白产品，在极化压电材料的过程中往往需要高压电流，较为耗能，不利于节能减排。
技术实现要素：5.为了解决上述问题，本发明提供一种快速、便捷、低能耗、低成本、无刺激的牙齿美白产品，本发明为一款新型牙齿美白牙刷，这款牙刷的刷毛由压电材料制成，同时搭配有超高频率的超声马达进行优化。
6.为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
7.本发明的第一个方面，提供了一种基于聚四氟乙烯压电材料的牙齿美白产品，刷毛由压电材料制成或包含压电材料；
8.所述压电材料为聚四氟乙烯，还可以加入其他填料进行优化。
9.在一些实施例中，搭配有高频超声马达。
10.在一些实施例中，极化方式为超声或高压电刺激。
11.在一些实施例中，填料为压电陶瓷、摩擦剂或纳米银。
12.本发明的第二个方面，提供了聚四氟乙烯压电材料在美白牙齿中的应用。
13.本发明的有益效果
14.(1)本发明使用压电材料进行牙齿美白，可以避免刺激口腔黏膜以及保护釉质表
面。目前，超声极化处理可以得到聚四氟乙烯压电材料，并将其用于发电、产氢。而得到压电材料的方式包括高压电以及超声处理，本发明选择了更方便、节能的超声方式。本发明的关键在于将超声之后得到的压电材料聚四氟乙烯用于牙齿美白。
15.(2)本发明使用压电材料美白牙齿的过程中可以在牙齿表面产生活性氧，活性氧对口腔致病菌具有杀伤作用，可以起到杀菌作用，减少口腔疾病如龋病的发生。
16.(3)本发明通过日常的刷牙即可达到美白牙齿的效果，不需要专业人员的参与，美白方法方便、快捷。
17.(4)聚四氟乙烯(ptfe)又名特氟龙，具有良好的耐腐蚀性，化学稳定性，抗老化性能等，受口腔内环境ph、温度等影响较小，多次使用后其结构仍然稳定。同时，聚四氟乙烯具有高润滑不沾性，将其制作为刷毛可以减少对牙面的机械摩擦，保护釉质表面。
18.(5)本发明所使用的聚四氟乙烯压电材料通过超声激活无需高压电流，较为节能、便捷。
19.(6)聚四氟乙烯压电材料的压电性能较好，降解色素的速率较高，同时较低的超声功率足以激活聚四氟乙烯，有利于在日常的刷牙过程中产生活性氧达到美白牙齿的效果。
20.(7)本发明制备方法简单、实用性强，易于推广。
附图说明
21.构成本技术的一部分的说明书附图用来提供对本技术的进一步理解，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。
22.图1为超声激活聚四氟乙烯压电性能图；
23.图2为压电聚四氟乙烯刷丝降解甲基橙效果图；
24.图3为压电聚四氟乙烯刷丝降解靛蓝胭脂红效果图；
25.图4为压电聚四氟乙烯颗粒漂白牙齿效果图；
26.图5为压电聚四氟乙烯牙刷美白牙齿示意图。
具体实施方式
27.应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本技术提供进一步的说明。除非另有指明，本发明使用的所有技术和科学术语具有与本技术所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
28.本发明所述压电材料为聚四氟乙烯，将其制作为刷毛用于牙齿美白，可以搭配其他填料如压电陶瓷、摩擦剂、纳米银等进行优化；也可以仅将不同比例的聚四氟乙烯压电材料作为填料加入现有的牙刷刷毛之中增加其美白性能。
29.本发明所述的聚四氟乙烯刷毛以聚四氟乙烯为主体，在其内添加或不添加填料，均不会影响其主要的美白效果，添加填料的目的只是为了增强部分性能。同时，本发明认为在普通刷丝之中加入不同比例的聚四氟乙烯并将其与超声结合，也应属于本发明范围。凡是将超声与聚四氟乙烯结合添加到不同应用形式的口腔产品之中用于牙齿美白均为本发明范围。
30.关于混合工艺：如前所述，本发明核心在于超声极化聚四氟乙烯用于牙齿美白，所使用的填料并不会影响主要性能，因此并未对其进行限定，只是作为优化的一种方式。
31.极化条件为超声频率为20khz～12mhz；超声的功率密度为0.1～400w/cm2；时间不受限制。
32.在一些实施例中，活化聚四氟乙烯的制备方法可参照专利cn111171359a。
33.将本发明所述的压电聚四氟乙烯刷毛用于电动超声牙刷的刷头，目的在于利用电动牙刷超声、振动时产生的力增加聚四氟乙烯刷毛的形变，从而促进其生成活性氧，因此，目前市售的电动超声牙刷的振动频率均可达到要求，其频率范围从0开始，最大值可以为目前工艺可以达到的最大值。
34.需要说明的是：超声在不同阶段具有两种不同的作用。第一极化阶段，任意时间段较高频率的超声用于极化聚四氟乙烯赋予其压电性能，第二应用阶段，尽量长时间和高频率的超声、电动振动用于施加力使聚四氟乙烯形变产生活性氧。目前市售的电动超声牙刷，其中一部分具有较高的超声频率，勉强可以达到激活聚四氟乙烯的频率，因此本发明的一个优点就是将聚四氟乙烯与电动超声牙刷结合，对现有的刷毛材质进行优化，工艺简单，使用方便。同时要注意的是：即使没有用于电动超声牙刷刷毛的制作，仅仅作为普通的牙刷刷毛，只要在生产时进行超声处理完成极化，那么在日常刷牙过程中与牙齿摩擦产生形变，一样可以产生活性氧，起到美白作用。
35.另外，本发明提供了聚四氟乙烯压电材料在降解靛蓝胭脂红或甲基橙中的应用。
36.下面结合具体的实施例，对本发明做进一步的详细说明，应该指出，所述具体实施例是对本发明的解释而不是限定。
37.实施例1
38.一款新型快速、便捷、低成本、无刺激的牙齿美白牙刷，这款牙刷的刷毛由压电材料制成，同时搭配有高频超声马达进行优化。
39.本发明所述压电材料以聚四氟乙烯为主体，搭配其他填料如压电陶瓷、摩擦剂、纳米银等进行优化。极化方式为超声或高压电刺激。
40.使用方法：
41.使用压电聚四氟乙烯刷毛制作而成的牙刷，通过日常的刷牙方式使刷毛与牙齿表面之间产生挤压、摩擦，利用刷毛与牙齿之间的相互作用力，激活聚四氟乙烯刷毛，使其产生大量的活性氧，降解牙齿表面沉积的色素，实现牙齿的美白。
42.本发明所述的牙齿美白方法美白牙齿的效率主要取决于聚四氟乙烯压电材料所发生的形变，因此，可以搭配超高频率的超声马达制作为电动超声牙刷进行优化。
43.超声导致材料表面预先存在的气核形成气泡、后气泡坍塌。气泡坍塌可产生极高的压力和电场，导致ptfe大量变形，形成永久性结构缺陷。同时电场会产生电荷，这些电荷被困在ptfe结构缺陷中，从而形成驻极体状态。最终ptfe颗粒转化为具有活性的压电材料。当外力引起形变，材料内部的电荷会向相反方向移动到达材料表面。在水溶液中，这些表面电荷可以与水发生氧化还原反应，产生活性氧，而活性氧可以降解溶液中的色素甚至是沉积在牙齿表面的有机色素，同时还可以杀死金黄色葡萄球菌等致病菌。
44.使用压电聚四氟乙烯刷毛制作而成的牙刷，通过日常的刷牙方式使刷毛与牙齿表面之间产生挤压、摩擦，利用刷毛与牙齿之间的相互作用力，激活聚四氟乙烯刷毛，使其产生大量的活性氧，降解牙齿表面沉积的色素，实现牙齿的美白。
45.将ptfe粉末(12.5mg、5μm)或ptfe刷丝(150mg、0.05mm)放入100ml烧杯中，然后用
药勺均匀分散。接下来，将50ml的5mg/l目标染料(甲基橙或靛蓝胭脂红)倒入烧杯中。将烧杯悬浮在超声波浴中，使烧杯中溶液的水位与超声波清洗器中的水位相同。随后，在超声波清洁器(超声功率180w，40khz，0.32-0.4w/cm2)中超声处理含有ptfe和染料的烧杯。在超声波照射期间，每隔15分钟取样(3ml)，并离心以分离ptfe并获得透明的染料溶液。通过紫外-可见分光光度计在最大吸收波长处分析上清液中的残留染料浓度。测试结果如图2、图3所示。
46.准备一颗已经着色的牙齿，在50ml含有极化ptfe刷丝的悬浮液(150mg/ml)中对牙齿进行超声，观察颜色变化。测试结果如图4所示。
47.实施例2
48.与实施例1的不同之处在于，采用ptfe粉末(12.5mg、5μm)进行染料去除测试。
49.实施例3
50.与实施例1的不同之处在于，采用在50ml含有极化ptfe颗粒的悬浮液(150mg/ml)中对牙齿进行超声。
51.以上所述仅为本技术的优选实施例而已，并不用于限制本技术，对于本领域的技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。
技术特征：1.一种基于聚四氟乙烯压电材料的牙齿美白产品，其特征在于，所述美白产品为牙刷；刷毛由压电材料制成；压电材料为聚四氟乙烯。2.如权利要求1所述的基于聚四氟乙烯压电材料的牙齿美白产品，其特征在于，用于电动超声牙刷刷毛，或用于普通牙刷刷毛。3.如权利要求1所述的基于聚四氟乙烯压电材料的牙齿美白产品，其特征在于，极化方式为超声或高压电刺激。4.如权利要求3所述的基于聚四氟乙烯压电材料的牙齿美白产品，其特征在于，超声频率为20khz～12mhz。5.如权利要求3所述的基于聚四氟乙烯压电材料的牙齿美白产品，其特征在于，超声的功率密度为0.1～400w/cm2。6.如权利要求1所述的基于聚四氟乙烯压电材料的牙齿美白产品，其特征在于，填料为压电陶瓷、摩擦剂或纳米银。7.如权利要求1所述的基于聚四氟乙烯压电材料的牙齿美白产品，其特征在于，所述牙齿美白产品还可以为牙膏、隐形牙套、凝胶、填料、牙粉、咬胶或美白涂层。8.一种基于聚四氟乙烯压电材料的牙齿美白产品的使用方法，其特征在于，包括：使用压电聚四氟乙烯刷毛制作而成的牙刷；在所述刷毛极化后，采用手动或超声的作用进行刷牙。9.聚四氟乙烯压电材料在美白牙齿中的应用。10.聚四氟乙烯压电材料在降解靛蓝胭脂红或甲基橙中的应用。
技术总结本发明属于牙齿美白领域，提供了一种基于聚四氟乙烯压电材料的牙齿美白产品，所述美白产品为牙刷；刷毛由压电材料制成；压电材料为聚四氟乙烯。本发明是一种新型牙齿美白牙刷，这款牙刷的刷毛由压电材料制成，同时搭配有超高频率的超声马达进行优化。可实现快速、便捷、低能耗、低成本、无刺激的牙齿美白。无刺激的牙齿美白。无刺激的牙齿美白。
技术研发人员：张东姣 马高强 徐欣
受保护的技术使用者：山东大学
技术研发日：2022.06.22
技术公布日：2022/11/1
