Композитни полимери (компомери) информация за композитни полимери (компомери) и техните свойства

Композитни полимери (компомери)

6.1 Обща информация за композитните полимери (компомери) и техните свойства

♦Композитни полимери(компомери, керомери) - вещества, в които минерален (стъклокерамичен) пълнител (40-80%) се комбинира с органична диметакрилатна матрица чрез силанизиране.

Компомерите (керомери) са пространствена триизмерна комбинация или комбинация от най-малко два химически различни материала, които имат ясен интерфейс и тази комбинация има по-високи свойства от всеки от компонентите поотделно.

Костите и зъбите са добри примери за естествени композитни структури.

Изкуствените компомери обикновено са съполимери, предназначени за възстановяване на зъбите.

Класификация. Много объркване е въведено в класификацията на композитните материали. Според нас фирмите производители правят това по търговски причини, за да спечелят конкуренцията. Всяка модификация на полимерите се представя от тях като революция в химията, свързана с появата на фундаментално нов материал с уникални свойства. По този начин „композитните материали“ се разграничават в хетеронимни групи (по-често за името им се използва вулгаризъм-жаргон „композит“), „компомери“, „керомери“, „ормокери“.

Съкратеното наименование на композитните полимери идва от Германия - компомери (COMPOпозиционен полимерMERY)*. Разделянето на полимерите на групи композити и компомери е изкуствено и измислено.

Органичните групи или мономерите, ковалентно свързани със силанови производни, се задържат силно химически в матрицата, дори ако тя не е напълно полимеризирана.Откриването на остатъчен свободен мономер в такива материали е минимално. Дългите вериги на полисилоксан се свиват по-малко по време на полимеризация, така че полимеризационното свиване на ormokers е 1,8%, което е около 2 пъти по-малко от това на традиционните компомери (3,3–3,5%). Плътното запълване на материала и липсата на значителни междумолекулни пространства в матрицата намалява водопоглъщането на материала. Коефициентът на топлинно разширение на ормокерите е 22 ppm°С -1, което е значително по-ниско от това на компомерите (30-60 ppm°С -1), но в същото време много по-близо до коефициента на топлинно разширение на твърдите зъбни тъкани (средно 20 ppm°С -1). Като цяло, всички тези свойства на ormokers им осигуряват надеждна връзка с рамката, плътно маргинално прилягане към твърдите тъкани на зъбите и дългосрочно запазване на целостта на протезите, изработени от тези материали.

Полисилоксановата матрица в комбинация с висока степен на запълване на ормокера с неорганичен пълнител (70–80%) значително повишава якостните характеристики на материала. Така тяхната якост при натиск достига 410 MPa, а при огъване е повече от 100-140 MPa.

Наличието в състава на неорганичен пълнител, модифициран флуорапатит, прави възможно класифицирането на ormoceres като група от "разумни" възстановителни материали. В зависимост от състоянието на рН на слюнката (особено когато спада), материалът може да бъде източник на освобождаване на флуор, калций, хидроксилни групи и фосфатни йони в твърдите тъкани на зъбите. При неутрално pH на слюнката отделянето на йони спира. Материалите от тази група имат друго синонимно име - "ceromers" (KEPamikoy Optimized polyMERY), което също идва от Германия.

Но с всякакви модификации и имена, всичко това са композитни материали илисъкратено от compomers. При високо съдържание в композитните материали на керамичен пълнител, химически комбиниран с органична матрица, използвайки вериги, получени от силани, те могат да бъдат наречени или мокери или керомери.

Всички произведени понастоящем композитни материали могат да бъдат класифицирани според редица характеристики.

1. Споредорганичната матрицакомпомерите са различни диметакрилати (бисфенол-А-диглицидил диметакрилат, триетил гликол диметакрилат, уретан диметакрилат).
2. Запълнител:

1) вид пълнител:

2) тегловни проценти състав:

- 50-70% (композитни материали с ниско съдържание),

- 70-87% (силно напълнени композитни материали);

- макрофилирани (макронапълнени) компомери (1-100 микрона)

- мининапълнени (мининапълнени) компомери,

- микрофилирани (микронапълнени) компомери (0,04-0,06 µm),

- хибридни компомери (1—5±0,05 µm),

- фино диспергирани хибридни компомери (микрохибриди),

- нехомогенни микросмлени компомери,

- напълно готови компомери.

1) Химично втвърдяване:

- материали за термополимеризация, изискващи допълнителен външен източник на топлина за полимеризация,

- материали, които не изискват допълнителна топлинна енергия;

2) светлинно втвърдяване (фотополимеризация);

3) двойно (химическо и светлинно) втвърдяване.

1) основни и каталитични пасти;

2) прах и течност;

3) паста и течност;

Съвременните композитни материали са смес от неорганични частици, суспендирани в свързваща органична матрица и комбинирани с нея чрез силанови мостове.

Като резултатизследване на полимерни матрични системи, разработени състави:

1) фиксиране (виж гл. 7);

- облицовка (виж раздел 6.3),

Имоти. Свойствата на композитните материали са силно повлияни от:

1) вид пълнител - кварц, алумосиликатно и боросиликатно стъкло и други във висока концентрация намаляват полимеризационното свиване, устояват на деформацията на матрицата, намаляват коефициента на топлинно разширение, подобряват физичните свойства (твърдост, устойчивост на износване);

2) формата и размера на неорганичните частици, които зависят от метода за получаване на пълнители (утаяване, кондензация, смилане, смилане и др.);

3) концентрацията на неорганични частици в композитния материал.Механичните свойствана компомера определят издръжливостта на материала и широчината на неговите клинични приложения. Свойствата на компомера включват:

♦Абсорбция(лат. absorptio - абсорбция) - абсорбцията на вещество от целия обем на абсорбента (за сравнение:адсорбция- повърхностна абсорбция).

Силата, развита по време на свиване, се определя от модула на еластичност:

- колкото по-нисък е модулът на еластичност, толкова по-изразена е силата на свиване;

- колкото по-голяма е масата на компомера, толкова по-голямо е полимеризационното свиване.

3) якостта и твърдостта на материала зависят от състава на матрицата, вида на пълнителя (колкото повече компомерът е наситен с пълнител, толкова по-силен е той) и степента на пълнене (като правило най-твърдите композитни материали имат най-висока стойност на пълнителя), както и от количеството на водопоглъщане,

4) устойчивост на износване или устойчивост на абразия (средно 8-10 микрона годишно), зависи пряко от размера на частиците на пълнителите и количеството на абсорбцията на вода,

5) Коефициентът на термично разширение зависивърху качеството и количеството на неорганичния пълнител (високата концентрация на пълнителя намалява CTE),

7) обезцветяването на полимерни материали, боядисани под естествени зъби, може да бъде причинено от различни фактори. Оцветяването в резултат на действието на вътрешни (химични) фактори е свързано със състоянието на аминовия ускорител, самата полимерна матрица и нереагиралите метакрилатни групи.

Цветът на компомерите може да се промени и при излагане на различни външни фактори, като източници на енергия и продължително излагане на течност, адсорбция или абсорбция на различни багрила, чието присъствие е възможно в устната кухина (чай, кафе, ябълков сок и други хранителни багрила).

По този начин, обобщавайки всичко по-горе, трябва да се отбележат съществуващите предимства и недостатъци на композитните материали.

- по-добро от другите материали за пълнене, възстановяване на анатомичната форма на зъба, по-специално на контактните точки;

- възможност за създаване на подобрена плътност;

Отнедостатъцитетрябва да посочите:

- сложен и отнемащ време метод на приложение;

- нисък модул на еластичност;

- по-висок от този на зъбната тъкан коефициент на топлинно разширение;

---