Методы и режим полимеризации пластмассы. Последствия его нарушений. Виды пористости пластмасс
Основные методы получения пластмасс — полимеризация и поликонденсация. При полимеризации молекулы мономеров связываются в полимерные цепи без высвобождения побочных продуктов реакции (вода, спирт и др.). При поликонденсации происходит образование некоторых побочных, не связанных с полимером веществ.
Полимеризация имеет три стадии.
1. Активация молекул мономера (разрыв двойных связей, распад инициатора па радикалы, имеющие свободные валентности, по месту которых и происходит рост полимерных цепей).
2. Рост полимерной цепи из активных центров (на концах цепей постоянно присутствуют свободные радикалы, обеспечивающие рост полимерной цепи). При соединении мономолекул с одной двойной связью образуются линейные полимеры. Если мономеры имеют больше одной двойной связи или под воздействием активных веществ образуются поперечные связи, полимер приобретает «сшитый» вид.
3. Окончание процесса полимеризации, обрыв полимерной цепи при прекращении действия факторов, вызывающих полимеризацию.
Полимеры, полученные при полимеризации различных мономеров, обладающих несходными свойствами, носят название сополимеров.
На основании своих исследований М. М. Гернер с соавт. рекомендует следующий режим полимеризации формовочной массы.Вода, в которую помещена гипсовая форма, нагревается от комнатной температуры до 65°С в течение 30 минут. Такая температура обеспечивает полимеризацию формовочной массы под воздействием теплоты реакции. В результате саморазогрева температура массы достигает примерно 100°С, что обеспечивает хорошую конверсию мономера. Вода, температура которой поддерживается на уровне 60-65°С, предотвращает снижение температуры пластмассы. После 60 минут выдержки воду подогревают до 100°С в течение 30 минут и выдерживают 1-1,5 часа. По завершении полимеризации форму медленно охлаждают на воздухе.
После полимеризации полимеризат всегда содержит остаточный мономер. Количество его зависит от природы инициатора, температуры, времени полимеризации и др. Выдержка гипсовой формы в кипящей воде способствует не только повышению молекулярной массы, но и уменьшению содержанию остаточного мономера. Часть оставшегося мономера связана с макромолекулами (связанный мономер), другая часть находится в свободном состоянии (свободный мономер). Свободный мономер мигрирует к поверхности изделия и растворяется в средах, контактирующих с зубным протезом. Поскольку экстрагируемые жидкими средами из пластмассы остаточные продукты могут оказывать вредное общее и местное воздействие на организм пациента, необходимо добиваться минимального содержания остаточного мономера в пластмассах. Нагрев до 100°С резко сокращает количество остаточного мономера, однако добиться полного его отсутствия практически невозможно. В пластмассах горячей полимеризации его содержится около 0,5%, а в самоотвердеющих — 3-5%. Остаточный мономер оказывает существенное влияние на прочностные и другие свойства полимера. Содержание остаточного мономера в пластмассах горячей полимеризации более 3% резко снижает их прочность. Пластмассы быстро стареют, у них наблюдается повышенное водо-масло-спиртопоглощение.
Различают следующие виды пористости:
1. Газовая.Она возникает в результате испарения мономера внутри полимеризующейся формовочной массы. Реакция полимеризации является экзотермической. Выделяющаяся теплота полимеризации не может быть быстро отведена от полимеризующейся массы, так как она и гипс являются плохими проводниками тепла. Температура кипения мономера 100,3°С, а температура, которая развивается в массе за счет экзотермичности процесса, может составлять !20°С и более. В этих условиях мономер закипает и его пары, не имея выхода наружу, вызывают пористую структуру материала. Газовая пористость проявляется в глубине материала и тем значительнее, чем больше масса, поэтому в протезах нижней челюсти она наблюдается чаще. Газовую пористость можно избежать, если соблюдать правильный температурный режим, т. с. постепенный нагрев полимеризующейся массы от комнатной температуры.
2. Пористость сжатия.Она возникает в результате уменьшения объема полимеризующейся тестообразной массы. К пористости сжатия приводит недостаточное давление (вследствие чего остаются пустоты) или недостаток формовочной массы. Пористость сжатия возникает всегда в тех местах, где нет дос-
г —-Л*.,эуСаЬа ^|0| ьИд иОрИС|ОСТИ МОЖНО рйССМа!
как плохое структурирование материала, она наблюдается при недостатке мономера. Мономер летуч и быстро испаряется с открытой поверхности тестообразной формовочной массы, в результате чего при прессовании не получается однородной гомогенной массы. Гранулярная пористость может возникнуть при открывании кюветы для контроля количества внесенной в форму массы. Она наблюдается обычно в тонких участках протеза, так как на этих участках испарившийся мономер не может восполниться за счет его миграции изнутри к поверхности изделия.
ВОПРОС 12
Внутренние напряжения в пластмассе. Предупреждение их
Возникновения
Остаточные напряжения.В пластмассовых изделиях, независимо от способа их приготовления, всегда имеются значительные остаточные напряжения. Внутренние напряжения в акриловых протезах вызывают их преждевременное растрескивание и коробление. Протез представляет собой армированное изделие, в котором зубы, кламмеры, дуги и др. детали являются арматурой. Температурные изменения размеров материалов арматуры меньше, чем пластмассы в 10-20 раз.
В местах монтажа арматуры полимер растягивается при охлгшдении и возникают местные напряжения. Большее напряжение возникает около фарфоровых зубов, чем пластмассовых. Таким образом, наличие арматуры повышает вероятность появления трещин.
К внутренним напряжениям приводит различная толщина отдельных частей изделия. Толстые части дают большую усадку по абсолютной величине, тонкие — меньшую, в связи с чем в местах перехода появляются напряжения. Остаточные напряжениявозникают в процессе изготовления полимера. При нагревании кюветы вначале повышается температура наружного слоя пластмассы и затвердевание начинается в поверхностных слоях, сопровождаясь усадкой. Внутренние слои вначале имеют более низкую температуру. Опережение затвердевания наружного слоя в пластмассах горячей полимеризации приводит к возникновению в нем внутренних напряжений растяжения. В дальнейшем затвердевание внутренних слоев вызывает уменьшение их объема и они оказываются под воздействием растягивающего напряжения, т.к. к этому времени наружные слои приобретают жесткость.
Поскольку напряжения обязательно возникают в процессе изготовления протеза, их следует снимать. Для этого протез следует обработать при определенном температурно-временном режиме в различных средах. При этом улучшаются механические свойства изделия, стабилизируются геометрические размеры и увеличивается срок эксплуатации. В качестве сред теплоносителей используют воздух и жидкости. Из различных видов термической обработки наиболее эффективным является отжиг, который надо проводить при такой температуре, когда изделие еще не деформируется.
М. М. Гернер и М. А. Нападов предлагают следующую термообработку протезов. Отжиг в термошкафу, нагревая изделие со скоростью 0,7-1,5°С в минуту до 80±3°С. После 3-4 часовой выдержке при этой температуре изделие медленно охлаждают до 30-40 С.
Растрескивание.Одним из самых распространенных видов разрушения пластмасс является возникновение трещин на поверхности материала при одновременном действии напряжения и окружающей среды.
При растрескивании, в зависимости от величины и характера распределения напряжений, возникает одна магистральная трсгцнпа илм сстк?» мел ких трещин. При воздействии больших напряжений образуется обычно одна магистральная трещина, при малых напряжениях возникает множество трещин. Растрескивание проявляется особенно быстро при воздействии органических растворителей (этиловый спирт, ацетон, бензол и др.).
Внутренние напряжения через некоторое время могут привести к трещинам на поверхности базиса. Например, можно часто видеть трещины, радиально расходящиеся в пластмассовом базисе от шеек фарфоровых зубов. Если протез, которым пользуется больной, часто высыхает при извлечении изо рта и вновь увлажняется, то со временем могут возникнуть трещины в результате чередующегося сжатия (при высыхании) и расширения (при поглощении воды). Базисные материалы с увеличенной водопоглащаемостыо более склонны к растрескиванию. Если при полимеризации формовочная масса контактировала с водой, то получается полимер с повышенной водопоглощаемостью.
Характеристика металлических сплавов, применяемых в
Источник
Стадии полимеризации пластмассы
Режим полимеризации
Процесс полимеризации преследует цель перевести пластмассу из пластического в твердое состояние. Мономер — полимерная смесь, может затвердевать и в обычных условиях, при комнатной температуре, но для этого потребуется значительное время. Для ускорения процесса полимеризации необходимо повысить температуру.
1) После контрольной прессовки обе части кюветы стягивают специальным фиксатором (бюгелем) и подвергают пластмассу в кювете полимеризации. Кювета закрывается и погружается в воду комнатной температуры, и на электрической плитке или газовой горелке, постепенно, в течение 45-60 минут, доводится до 80°, и от 80° до 100° — 45 минут. При этом, во время повышения температуры до 60° С процесс полимеризации протекает плавно, при температуре выше 65° С остаточная перекись бензоила быстро расщепляется и скорость полимеризации возрастает. В этот период за счет полимеризации мономера масса уменьшается в объеме. По достижении 65-68° С масса начинает увеличиваться в объеме вследствие термического расширения. Расширение в данном случае является основным фактором, компенсирующим усадку при полимеризации, и изделия получаются меньше восковой модели всего на 0,2-0,5 % в линейных размерах.
2) Следует учесть, что полимеризация есть цепной радикальный процесс, и повышение температуры приводит к увеличению молекулярной массы полимера, что вызывает изменения физико-химических свойств (прочности и др.), поэтому для достижения оптимальной молекулярной массы заключительную стадию полимеризации проводят при температуре 100е выдерживая точно 30-45 минут.
3) Затем огонь выключается и кювета находится в воде до полного остывания (медленное охлаждение) в течение 40-60 минут.
Пластмассы в стоматологии
Пластмассы, применяемые в стоматологии для изготовления коронок и облицовки несъемных зубных протезов (штамповано-паяных и цельнолитых). Одними из самых распространенных являются пластмассы «Синма-74», «Синма-М», «Изо-зит» и др. Они представляют собой акриловую пластмассу горячего отверждения типа порошок — жидкость
Материалы типа «Синма-74» представляют собой комплект порошок — жидкость, относятся к устаревшим маркам. Порошок — суспензионный «привитой» фторсодержащий сополимер, дающий флюоресцирующий эффект; жидкость — метил-метакрилат, ингибированный гидрохиноном. Выпускаются де-сятицветный и одноцветные комплекты в соответствии с единой расцветкой АО «Стома». В комплект входят концентраты красителей (белый, желтый, коричневый, серый) для добавления к порошку основного цвета, с целью получения желаемого оттенка для корректировки шейки зуба или режущего края.
Пластмасса Синма-М» является улучшенной модификацией «Синма-74» и позволяет использовать более совершенные технологии изготовления металлопластмассовых несъемных протезов. Порошок — суспензионный «привитой» фторсодержащий сополимер. Жидкость представляет собой смесь акриловых мономеров и олигомеров. Благодаря наличию олигомера увеличено время жизнеспособности массы в пластичном состоянии (до 30 минут), что позволяет моделировать облицовку непосредственно на металлическом каркасе.
Пластмассу Синма-М», как и Superpont («Spofa Dental», Чехия) и более совершенный аналог Isosit (Ivoclar, «Vivadent», Лих-тенштен), можно использовать для изготовления протезов методом моделирования облицовки непосредственно на металлическом каркасе с последующей полимеризацией пластмассы Синма-М в аппарате типа ПС-1 или «Ivomat» под давлением 5 атм, температуре 120° С в течение 10 минут. Также можно изготавливать мостовидные протезы более старым методом формирования пластмассы в кювету с последующей полимеризацией на водяной бане. В комплект «Синма-М» входят порошок-дентин 8 цветов, порошок-эмаль 2 цветов, жидкость, концентраты красителей и набор листов из целлофана. Материал обеспечивает более высокие эстетические свойства зубных протезов. При использовании «Синма-М» рекомендуется использовать специальные лаки — грунты (ЭДА-03, АО «Стома») для маскировки цвета металлического каркаса и создания более надежного соединения межу пластмассовой облицовкой и металлом каркаса.
«Изозит» — группа материалов, не являются метилметакрилатами, их основой является уретандиметакрилат, они в большей степени удовлетворяют современным требованиям в отношении эстетики, цветостойкости, устойчивости к истиранию. Изготовление металлопластмассовых протезов из «Изозита» осуществляется следующим образом. Изготавливается гипсовая разборная комбинированная модель. Моделируется восковая композиция коронки, создаются ретенционные пункты (для механической связи металла и пластмассы). Осуществляется это установлением бусин (перл) из беззольных пластмасс, которые посыпаются на участки протеза, где предполагается нанесение пластмассы и фиксируются при помощи специального клея (микроадгезива). Подготовленную таким образом воскопо-лимерную конструкцию заменяют на металлическую. Способ нанесения облицовочного материала «Изозит»: вначале наносится грунтовый слой и конструкция помещается в специальный аппарат на 5-7 минут при температуре 120е С и давлении
6 атм. Далее по всей поверхности грунтового слоя наносится дентинная, а у режущего края — дополнительно прозрачная масса. Для получения различных оттенков пластмассы можно использовать имеющийся в наборе краситель изозит-интенсив. Перед окончательной полимеризацией вся поверхность покрывается тонким слоем активированного изозит-флюида, предотвращающего возникновение ингибированного слоя при полимеризации. Пластмассу полимеризуют в аппарате «Ивомат» на водяной бане в течение 7 минут под давлением 6 атм и при температуре 120°. Металлопластмассовые протезы из «Изозита» прочны и эстетичны. Их можно восстанавливать непосредственно в полости рта, используя в качестве пломбировочного материала Гелиозит или Гелиокор.
Источник
Методы и режим полимеризации пластмассы. Последствия его нарушений. Виды пористости пластмасс
Основные методы получения пластмасс — полимеризация и поликонденсация. При полимеризации молекулы мономеров связываются в полимерные цепи без высвобождения побочных продуктов реакции (вода, спирт и др.). При поликонденсации происходит образование некоторых побочных, не связанных с полимером веществ.
Полимеризация имеет три стадии.
1. Активация молекул мономера (разрыв двойных связей, распад инициатора па радикалы, имеющие свободные валентности, по месту которых и происходит рост полимерных цепей).
2. Рост полимерной цепи из активных центров (на концах цепей постоянно присутствуют свободные радикалы, обеспечивающие рост полимерной цепи). При соединении мономолекул с одной двойной связью образуются линейные полимеры. Если мономеры имеют больше одной двойной связи или под воздействием активных веществ образуются поперечные связи, полимер приобретает «сшитый» вид.
3. Окончание процесса полимеризации, обрыв полимерной цепи при прекращении действия факторов, вызывающих полимеризацию.
Полимеры, полученные при полимеризации различных мономеров, обладающих несходными свойствами, носят название сополимеров.
На основании своих исследований М. М. Гернер с соавт. рекомендует следующий режим полимеризации формовочной массы.Вода, в которую помещена гипсовая форма, нагревается от комнатной температуры до 65°С в течение 30 минут. Такая температура обеспечивает полимеризацию формовочной массы под воздействием теплоты реакции. В результате саморазогрева температура массы достигает примерно 100°С, что обеспечивает хорошую конверсию мономера. Вода, температура которой поддерживается на уровне 60-65°С, предотвращает снижение температуры пластмассы. После 60 минут выдержки воду подогревают до 100°С в течение 30 минут и выдерживают 1-1,5 часа. По завершении полимеризации форму медленно охлаждают на воздухе.
После полимеризации полимеризат всегда содержит остаточный мономер. Количество его зависит от природы инициатора, температуры, времени полимеризации и др. Выдержка гипсовой формы в кипящей воде способствует не только повышению молекулярной массы, но и уменьшению содержанию остаточного мономера. Часть оставшегося мономера связана с макромолекулами (связанный мономер), другая часть находится в свободном состоянии (свободный мономер). Свободный мономер мигрирует к поверхности изделия и растворяется в средах, контактирующих с зубным протезом. Поскольку экстрагируемые жидкими средами из пластмассы остаточные продукты могут оказывать вредное общее и местное воздействие на организм пациента, необходимо добиваться минимального содержания остаточного мономера в пластмассах. Нагрев до 100°С резко сокращает количество остаточного мономера, однако добиться полного его отсутствия практически невозможно. В пластмассах горячей полимеризации его содержится около 0,5%, а в самоотвердеющих — 3-5%. Остаточный мономер оказывает существенное влияние на прочностные и другие свойства полимера. Содержание остаточного мономера в пластмассах горячей полимеризации более 3% резко снижает их прочность. Пластмассы быстро стареют, у них наблюдается повышенное водо-масло-спиртопоглощение.
Различают следующие виды пористости:
1. Газовая.Она возникает в результате испарения мономера внутри полимеризующейся формовочной массы. Реакция полимеризации является экзотермической. Выделяющаяся теплота полимеризации не может быть быстро отведена от полимеризующейся массы, так как она и гипс являются плохими проводниками тепла. Температура кипения мономера 100,3°С, а температура, которая развивается в массе за счет экзотермичности процесса, может составлять !20°С и более. В этих условиях мономер закипает и его пары, не имея выхода наружу, вызывают пористую структуру материала. Газовая пористость проявляется в глубине материала и тем значительнее, чем больше масса, поэтому в протезах нижней челюсти она наблюдается чаще. Газовую пористость можно избежать, если соблюдать правильный температурный режим, т. с. постепенный нагрев полимеризующейся массы от комнатной температуры.
2. Пористость сжатия.Она возникает в результате уменьшения объема полимеризующейся тестообразной массы. К пористости сжатия приводит недостаточное давление (вследствие чего остаются пустоты) или недостаток формовочной массы. Пористость сжатия возникает всегда в тех местах, где нет дос-
г —-Л*.,эуСаЬа ^|0| ьИд иОрИС|ОСТИ МОЖНО рйССМа!
как плохое структурирование материала, она наблюдается при недостатке мономера. Мономер летуч и быстро испаряется с открытой поверхности тестообразной формовочной массы, в результате чего при прессовании не получается однородной гомогенной массы. Гранулярная пористость может возникнуть при открывании кюветы для контроля количества внесенной в форму массы. Она наблюдается обычно в тонких участках протеза, так как на этих участках испарившийся мономер не может восполниться за счет его миграции изнутри к поверхности изделия.
Источник
