ПОЛІМЕРНІ МАТЕРІАЛИ
Акрилові пластмаси для базисів протезів. В ортопедичній стоматології акрилові пластмаси знайшли широке застосування і використовуються як ос новний матеріал для виготовлення різних видів зубних протезів. Акрилові пла стмаси являють собою складні хімічні речовини — похідні акрилової (СН2=СН- СООН) і метакрилової (СН2-С(СН3)-СООН) кислот, їх складних ефірів та інших похідних. Для потреб ортопедичної стоматології промисловість випус кає пластмаси у вигляді комплекту, який складається з порошку (полімера) і рідини (мономера). Одержуються вироби методом формування із суміші (тіста) полімера і мономера. Мономер — метиловий ефір метакрилової кислоти (СН2=С(СН3)-СООСН3). Одержують метилакрилат із ацетону і метилового спирту. Реакція йде за такою схемою: ^
1. Одержання ацетонціангідрину:
С Н з СН з
І І
Ацетон С = HCN —► СНз — С - С Ацетонціангідрин
І І
С Нз СНз
Синильна кислота
2. Реакція ацетонціангідрину з метиловим спиртом за присутності сірча ної кислоти і одержання метилового ефіру метакрилової кислоти:
СНз СНз СНз
| н204 | _н20 | -н2о
СНз—С—CN---------- ►СНз — С— C = NH------------ ^СН2 = С— С = Н —
І II І
СНз ОН OS03H 0SO3H
СНз СНз ' СНз
І Н20 | СНзОН |
-СН2 = С-С—NH2---------------------------- ►СН2 = С— С— ОН---------------------------- ►СН2=С—С = ОСН3
II II II
0 0°
ІЧЛ
Основи матеріалознавства
Метиловий ефір метакрилової кислоти являє собою летку безколірну прозору рідину з різким специфічним запахом. Температура кипіння 100,3 °С, щільність 0,95. Рідина легко загорається. Під час дії на мономер тепла, УФ-променів може відбутися полімеризація з утворенням прозорої склоподібної твердої речовини — полімера. Полімеризація мономера супроводжується значною усадкою — до 20 %. Для запобігання полімеризації мономера під час зберігання його наливають у темні флакони, куди додають сповільнювач полімеризації (інгібітор) гідрохінон у кількості 0,005 %. Зберігають мономер у прохолодному місці.
Полімер — поліметилметакрилат. Полімер із мономера може бути отриманий у вигляді блоків або листів. Для цього у мономер додають ініціатор — перекис бензоїлу, далі розчин заливають у відповідні форми. Для надання полімеру спеціальних властивостей можна додавати пластифікатори та інші речовини. Під час нагрівання відбувається полімеризація мономера з утворенням органічного скла (плексиглас).
Отримання акрилового порошку. У промисловості для цього використовують емульсійний метод. Суть методу полягає у полімеризації попередньо емульгованого мономера. Процес полімеризації проходить у спеціальному апараті, основу якого складає об'ємний резервуар — полімеризатор з мішалкою всередині.
У резервуар наливають у співвідношенні 2:1 воду і мономер. До суміші додають 0,3 % від кількості мономера перекису бензоїлу (ініціатор) і крохмаль (емульгатор). Масу нагрівають до 84 °С, постійно перемішуючи мішалкою. Крохмаль сприяє емульгуванню мономера, який полімеризується й утворює' правильної форми, але різні за діаметром кульки. Розмір кульок залежить від умов, за яких проходить полімеризація, а саме температурного режиму і швидкості обертання мішалки.
Отриманий полімер прозорий і безколірний. За допомогою центрифуги порошок відокремлюють від маси, а потім просушують і просіюють на ситі.
Для зуботехнічних робіт використовують як безколірний, так і забарвлений порошок. Для забарвлення полімера використовують як органічні, так і неорганічні барвники. Органічні барвники: судан III і IV; неорганічні: жовтий — сульфохромат свинцю, коричневий — залізний марс, зелений — зелень Теньє, синій — мелорій, оранжевий — хромомалібрат свинцю. Неорганічні барвники мають переваги перед органічними. Вони не руйнуються в реальних умовах експлуатації, дозволяють отримати велику гаму стійкіших кольорів. Як замут-нювач використовують окис цинку (1,2-1,5 %) або двоокис титану (0,35-0,5%.) Забарвлення і замутнювання порошку проводиться у шарових млинах, під час обертання яких на поверхні кульок адсорбуються барвники і замутнювачі.
Під час отримання полімерного порошку для базисів до суміші "вода плюс мономер" додають дибутилфталат у кількості 5 % від маси мономера для надання пластмасі еластичності. Отриманий гранульований порошок містить деяку кількість перекису бензоїлу (0,2-1,2 %), яка може змінюватися залежно
від призначення порошку. Порошки, які йдуть для виготовлення самотвердію-чих пластмас, містять більшу кількість ініціатора, ніж базисні, які застосовуються для гарячої полімеризації.
Емульсійний порошок поділяють на фракції залежно від величини гранул. Просіювання проводиться на ситах з кількістю отворів у 1 см2 від 1020 до 10000.
Залежно від поведінки високомолекулярних сполук під дією тепла їх поділяють на три групи:
1) термопластичні;
2) термореактивні;
3) термостабільні.
Термопластичні (зворотні) високомолекулярні сполуки під час нагрівання набувають з підвищенням температури більшої пластичності, часто з переходом у в'язкотекучий стан, а під час охолодження знову повертаються у твердий, пружний стан. Ця властивість не втрачається і в разі багаторазового повторення процесів нагрівання та охолодження. До цих сполук відносять: поліметилметакрилат, полістирол, капрон, полівінілхлорид, поліетилен, поліпропілен, фторопласт, полікарбонат.
Термореактивні (незворотні) полімери мають порівняно невисоку відносну молекулярну масу під час нагрівання до критичної температури (150-170 °С), а в деяких випадках і без нагрівання вони втрачають властивість вторинно розм'якшуватися, у такому разі деякі компоненти зазнають хімічної зміни або руйнуються. До цього виду пластмас належать: бакеліт, амінопласти, фенопласти.
Термостабільні високополімерні сполуки під час нагрівання не переходять у пластичний стан, порівняно мало змінюються і їх фізичні властивості навіть за температури руйнування.
За характером деформацій, які виникають у разі механічної дії на високо-полімерні сполуки, останні можна поділити на дві групи: тверді і пластичні.
Побудова макромолекул відбувається двома шляхами: полімеризацією і поліконденсацією.
Полімеризація — реакція взаємного об'єднання мономерних сполук. У процесі полімеризації шляхом послідовного приєднання багатьох молекул мономера відбувається утворення полімера, але у такому разі не відбувається відщеплення або виділення яких-небудь атомів або молекул. У процесі полімеризації виділяють три стадії. Перша стадія — активація молекул мономера. Вона проходить під дією світла, тепла або деяких хімічних речовин-ініціаторів. У молекулах мономера відбувається розрив подвійних зв'язків, що є обов'язковою умовою для утворення полімерних ланцюгів. Ініціатори — хімічно активні речовини, які значно прискорюють активацію молекул мономера. Вони легко розпадаються на активні радикали, які вступають у реакцію з молекулами мономера, в результаті чого звільняються вільні валентності, на місці яких і відбувається ріст полімерних ланцюгів. Друга стадія — ріст полімерних ланцюгів. На прикладі полімеризації метилметакрилату можна простежити хід реакції під час дії на нього ініціатора — перекису бензоїлу:
Основи матеріалознавства
а) розпад ініціатора на радикали, які мають вільні валентності:
(с6н5соо)2------------- ►- с6н^-------- ► + с6н5соо—+со2;
феніл бензоїл
б) реакція мономера з радикалом:
СНз СНз
І І
с6н5 + сн2=с -------------- ►- с6н5—сн2—с
І І
СООСНз СООСНз
СН2 <-Н3 СНз
І І І
= с--------»с6н5— СН2—С—(—СН2—С—)п.
І І І
СООСНз СООСНз СООСНз
| СНз
І
СбН5— сн2— с + пСН2
І
СООСНз
В об'ємі матеріалу, який полімеризується, виникають активні центри, від яких іде ріст полімерних ланцюгів. Під час реакції на кінцях ланцюгів постійно є вільні радикали, які забезпечують безперервний ріст полімерних ланцюгів. Утворення макромолекул супроводжується вивільненням значної кількості енергії, і весь процес носить характер екзотермічної реакції.
Ріст полімерного ланцюга відбувається до певної межі, кількість молекул мономера, що зв'язані в одну макромолекулу, може досягати сотень тисяч.
На другій стадії відбувається основний кількісний ріст маси полімера. Під час полімеризації ланцюги, що утворюються, можуть мати неоднакові довжину та структуру. Так, у разі з'єднання мономолекул з одним подвійним зв'язком утворюються лінійні полімери. Якщо полімери мають більше одного подвійного зв'язка, а також за умови введення у процес спеціальних активних речовин, структура полімера може набувати "зшитого" вигляду, який характеризується утворенням поперечних зв'язків між основними ланцюгами. "Зшиті" полімери мають звичайно вищі фізико-механічні властивості. В ортопедичній стоматології широко використовується "зшита" пластмаса "Акрил".
Третя стадія - закінчення процесу полімеризації, обрив полімерного ланцюга, який настає після припинення дії чинників, що зумовили полімеризацію.
Співполімеризація. Цей метод найширше використовується з метою підвищення ефективності базисних матеріалів. Позитивні результати отримані у разі використання статистичної та "щепної" полімеризації. Уведення фрагментів у макромолекулу інших мономерів, "щеплення" дозволяє у широкому діапазоні
варіювати властивості матеріалів. У разі синтезу співполімерів велике значення має максимальний відсоток перетворення вихідних мономерів у співполімер, оскільки залишкові мономери є токсичними речовинами і погіршують властивості матеріалів.
Використовуючи різні мономери, добираючи різні їх кількісні співвідношення, можна отримувати пластмаси з необхідними властивостями. Прикладами співполімерів, які застосовуються в ортопедичній стоматології, є етакрил, еладент, бакрел, фторакс.
Пошук нових "щеплених" співполімерів на основі фторвмісних олефінів дозволить створити ефективніші конструкційні матеріали для базисів знімних протезів.
Поліконденсація — це процес отримання полімерів у результаті з'єднання мономерів з утворенням високомолекулярних речовин.
Завдяки поєднанню таких властивостей, як низька відносна щільність, значна механічна міцність, стійкість до лугів і кислот, низьке вологопоглинан-яя, простота переробки у готові вироби, пластмаси знайшли широке застосування і в ортопедичній стоматології. Нині пластмаси акрилової групи є основними матеріалами, з яких виготовляють різні види зубних протезів. На основі пластмас розроблено відбиткові матеріали: епоксидні смоли, кремнійорганічні смоли, синтетичні каучуки.
Більшість пластмас є багатокомпонентними системами. Добираючи окремі компоненти і їх співвідношення, отримують матеріали із сукупністю необхідних властивостей. Крім основної речовини, яка зв'язує, більшість пластмас містять наповнювач (замутнювач), пластифікатор, барвник, каталізатор, інгібітор та інші добавки. Можливість формування виробів (протезів, відбитків) із пластмас визначається тим, що ці матеріали володіють пластичністю. У промисловості полімерів цей метод використовується широко. У стоматологічній практиці він застосування не знайшов. Пластмаси, які використовуються для виготовлення зубних протезів, отримують тільки методом полімеризації.
Дата добавления: 2015-02-06 | Просмотры: 916 | Нарушение авторских прав
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 | 22 | 23 | 24 | 25 | 26 | 27 | 28 | 29 | 30 | 31 | 32 | 33 | 34 | 35 | 36 | 37 | 38 | 39 | 40 | 41 | 42 | 43 | 44 | 45 | 46 | 47 | 48 | 49 | 50 | 51 | 52 | 53 | 54 | 55 | 56 | 57 | 58 | 59 | 60 | 61 | 62 | 63 | 64 | 65 | 66 | 67 | 68 | 69 | 70 | 71 | 72 | 73 | 74 | 75 | 76 | 77 | 78 | 79 | 80 | 81 | 82 | 83 | 84 | 85 | 86 | 87 | 88 | 89 | 90 | 91 | 92 | 93 | 94 | 95 | 96 | 97 | 98 | 99 | 100 | 101 | 102 | 103 | 104 | 105 | 106 | 107 | 108 | 109 | 110 | 111 | 112 | 113 | 114 | 115 | 116 | 117 | 118 | 119 | 120 | 121 | 122 | 123 | 124 | 125 | 126 | 127 | 128 | 129 | 130 | 131 | 132 | 133 | 134 | 135 | 136 | 137 | 138 | 139 | 140 | 141 | 142 | 143 | 144 | 145 | 146 | 147 | 148 | 149 | 150 | 151 | 152 | 153 | 154 | 155 | 156 | 157 | 158 | 159 | 160 | 161 | 162 | 163 | 164 | 165 | 166 | 167 | 168 | 169 | 170 | 171 | 172 | 173 | 174 | 175 | 176 | 177 | 178 | 179 | 180 | 181 | 182 | 183 | 184 | 185 | 186 | 187 | 188 | 189 | 190 | 191 | 192 | 193 | 194 | 195 | 196 | 197 | 198 | 199 | 200 | 201 | 202 | 203 | 204 | 205 | 206 | 207 | 208 | 209 | 210 | 211 | 212 | 213 | 214 | 215 | 216 | 217 | 218 | 219 | 220 | 221 | 222 | 223 | 224 | 225 | 226 | 227 | 228 | 229 | 230 |
|