Лабораторно-практическое занятие № 4

 

Тема: Механические свойства и структура полимеров.

 

Цель: Рассмотреть теоретические аспекты, структуру полимеров

и их механических свойств.

 

Ход работы:

 

I. Разбор теории по следующим вопросам.

1. Основные базисные пластмассы:

– этакрил (АКР-15) – тройной сополимер метилметакрилата,

этилметакрилата и метилакрилата;

- акреол – полимер полиметилметакрилата и сшивающего агента

метилолметакриламида и ингибитора-гидрохинона;

- фторакс – фторсодержащий акриловый сополимер.

 

Привитой сополимер фторакса имеет вид:

-[CF₂ – CFCl]_n – CH – CF₂ – CF₂ – CFCl –

|

CH₂

|

H₃C – C – COOH

|

 

- Акронил – сополимер метилметакрилата и поливинилэтилата

- Акреол – полиметилметакрилат

- Бакрил – акриловая пластмасса

 

2. Общая характеристика механических свойств полимеров.

3. Упругость полимеров. Модуль упругости (модуль Юнга).

4. Высокоэластичные деформации.

5. Релаксация и время релаксации.

6. Пластичность, жесткость и мягкость стоматологических полимеров.

7. Прочность.

8. Виды разрушения полимеров – хрупкое и пластичное.

 

Занятие проходит как теоретическое.

Лабораторно-практическое занятие № 5

 

 

Тема: Стоматологические цементы, их состав, назначение.

 

Цель: Изучить химический состав цементов и механизмы их затвердевания.

 

Вопросы к занятию:

 

 

1. Основные стоматологические цементы – поликарбоксилатный (ПКЦ), стеклоиономерный – пломбировочные материалы и материалы для фиксации несъемных протезов.

2. Химический состав ПКЦ порошка и жидкости ПКЦ.

3. Механизм затвердевания ПКЦ.

4. Химические состав стеклоиономерного цемента.

5. Кислоты – акриловая, итаконовая, малеиновая – основные компоненты жидкости стеклоиономерного цемента.

6. Механизм загустения стеклоиономерного цемента (поперечное сшивание молекул поликислот ионами кальция.

 

 

Стоматологические цементы

Стоматологические цементы в клинике имеют широкое применение в качестве пломбировочного материала, материала для фиксации несъемных протезов, ортодонтических аппаратов на опорных зубах или имплантантах в качестве подкладок под пломбы для защиты пульпы.

К числу стоматологических цементов относятся цинк-фосфатные, силикатные, цинкполикарбоксилатные, стеклоиономерные и гибридные стеклоиономерные цементы.

 

Поликарбоксилатные цементы

 

Поликарбоксилатные цементы (ПКЦ) применяют для укрепления комбинированных несъемных протезов, литых вкладок из сплавов металлов и фарфора, ортодонтических аппаратов, в качестве подкладок под пломбы для предохранения пульпы зуба, а также для временного пломбирования зубов.

Порошок ПКЦ представляет собой оксид цинка с содержанием 1-5 % оксида магния. В цементах некоторых марок может присутствовать 10-40 % оксида алюминия или другого упрочняющего материала, несколько процентов фторида олова или другого фторида.

Жидкость ПКЦ представляет 40-ый % раствор полиакриловой кислоты или ее сополимера с итаконовой кислотой. Молекулярный вес полимера составляет от 30 до 50 тыс., чем и объясняется его высокая вязкость.

Такой цемент очень быстро затвердевает. Поэтому возможна и иная рецептура. В порошок добавлена полиакриловая кислота в кристаллическом виде, в качестве жидкости использована дистиллированная вода.

Затвердевание ПКЦ обусловлено сшивкой линейных молекул полиакриловой кислоты поливалентными катионами металлов (цинка) с образованием пространственно-сетчатой структуры. Полиакриловая кислота на поверхности зуба также образует хелатную связь с кальцием гидроксиапатита, способна реагировать с протеином дентина. Поэтому ПКЦ характеризуются высокой адгезией к эмали и дентину зуба и являются по существу первым пломбировочным материалом с истинной адгезией к тканям зуба. Затвердевший цемент состоит из частиц оксида цинка, связанных вместе аморфной полимерной матрицей.

H H H H

- С – С – С – С – С – С – С – С – СН₂

H₂ | H₂ | H₂ | H₂ |

C=O C=O C=O C=O

| | | |

O OH O OH

| |

Zn²⁺ Zn²⁺

| |

OH O OH O

| | | |

O=C O=C O=C O=C

| | | |

- CH₂ – C –C– C – C – C – C – C – C -

H H₂ H H₂ H H₂ H H₂

 

 

Стеклоиономерные цементы

 

 

Стеклоиономерные цементы могут быть использованы для фиксации несъемных протезов, ортодонтических аппаратов и в качестве подкладок под пломбы, для пломбирования каналов штифтами, а также в качестве пломбировочного материала при эрозии эмали.

Стеклоиономерные цементы были разработаны на основе поликарбоксилатных при замене порошка на основе оксида цинка тонкоизмельченным фторсиликатным стеклом. Как правило, эти цементы содержат способное к выщелачиванию ионов фтора алюмосиликатное стекло силикатного цемента. Цемент отвердевает посредством протекания кислотно-основной реакции между основным стеклом и кислотным компонентом. Вследствие диффузионного выщелачивания из стекла цемента фторида и удержания его эмалью, цементы оказывают противокариозное действие.

Жидкость стеклоиономерного цемента обычно представляет собой 47,5 % (40-55 %) водный раствор сополимера акриловой и итаконовой или акриловой и малеиновой кислот. Вода при этом является не только растворителем, а необходимым компонентом цемента, играющим важную роль в процессе его отверждения. Она является средой, в которой происходит ионообмен.

 

O CH₂ O O

|| || || ||

H₂c – C – C HOOC – H₂C – C – COOH C – C = C = C

H | | H H |

OH HO OH

акриловая кислота итаконовая кислота малеиновая кислота

 

 

Для полимеризации в качестве органической составляющей используются именно эти три ненасыщенные кислоты акриловая, итаконовая, малеиновая.

С химической точки зрения, затвердевание стеклоиономерного цемента обусловлено образованием сложной совмещенной матрицы, состоящей из силикатной и полиакриловой матриц. Поскольку различные ионы выделяются из стекла неравномерно, процесс застывания осуществляется поэтапно.

Отвердение цемента проходит в три последовательные стадии:

1. Растворение или гидратация компонентов, сопровождающаяся выделением (выщелачиванием) ионов.

2. Загустевание (или первичное гелеобразование, начальное, нестабильное отвердевание).

3. Отвердевание (или дегидратация, созревание, окончательное отвердевание).

H H H H

- С – С – С – С – С – С – С – С – СН₂

H₂ | H₂ | H₂ | H₂ |

C=O C=O C=O C=O

| | | |

O OH O OH

| |

Са²⁺ Са²⁺

| |

OH O OH O

| | | |

O=C O=C O=C O=C

| | | |

- CH₂ – C –C– C – C – C – C – C – C -

H H₂ H H₂ H H₂ H H₂

Стадия загустевания стеклоиономерного цемента:

поперечное сшивание молекул поликислот ионами кальция