Остаточный мономер в полимеризате
Процесс полимеризации не протекает количественно, и полимеризат всегда содержит остаточный мономер. Степень конверсии для данного мономера зависит от многих факторов: природы инициатора, температуры, времени полимеризации и др. Имеется зависимость концентрации остаточного мономера от времени полимеризации при температуре 70 и 100°С. Для достижения одинакового содержания остаточного мономера в полимеризате при низкотемпературной полимеризации требуется значительно большее время. Выдержка гипсовой формы в кипящей воде способствует не только повышению молекулярной массы, но и уменьшению содержания остаточного мономера. Часть оставшегося в полимеризате мономера связана силами Ван-дер-Ваальса с макромолекулами (связанный мономер), а другая часть находится в свободном состоянии (свободный мономер). Свободный мономер мигрирует к поверхности изделия и растворяется в средах, контактирующих с зубным изделием. Поскольку экстрагируемые жидкими средами из пластмассы остаточные продукты могут оказывать вредное местное и общее воздействие на организм, вызывая воспалительные изменения слизистой оболочки протезного
Раздел II. Материалы, применяемые для изготовления пластиночных протезов при полной утрате зубов
ложа и различные аллергические реакции организма (Василенко З.С., 1965; Гущина СВ., 1970; Kelly E., 1957; Smith D.С, 1967), необходимо добиваться минимального содержания остаточного мономера. Нагрев до 100°С резко сокращает содержание остаточного мономера в полимеризате, однако добиться полной конверсии мономера принципиально невозможно. Пластмассы горячего отверждения содержат остаточного мономера 0,5%, холодного отверждения — 3—5%. Остаточный мономер оказывает существенное влияние на прочностные и другие свойства полимера. Резкое снижение прочности наблюдается при содержании мономера более 3%. У пластмасс, содержащих большое количество мономера, наблюдается повышенное во-до-масло-спиртопоглощение, подверженность к более быстрому старению.
Остаточные напряжения. Впластмассовых изделиях независимо от способа их приготовления всегда имеются значительные остаточные напряжения. Внутренние напряжения в акриловых ортопедических конструкциях (базисы и др.) вызывают их преждевременное растрескивание и коробление. Протез представляет собой армированное изделие, в котором зубы, кламмеры, дуги и другие детали являются арматурой. Температурные изменения размеров материалов арматуры меньше, чем пластмассы, в 10—20 раз.
В местах монтажа арматуры полимер растягивается при охлаждении и возникают местные напряжения. С точки зрения исключения напряжений более целесообразно применять пластмассовые зубы, чем фарфоровые. 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 свя-
зи с чем в местах перехода появляются напряжения. Остаточные напряжения возникают в процессе изготовления полимерного изделия. При нагревании кюветы вначале повышается температура наружного слоя пластмассы и затвердение начинается в поверхностных слоях, сопровождаясь полимеризационной усадкой. Внутренние слои в начальный период полимеризации имеют более низкую температуру, несмотря на то что процесс полимеризации экзотермический. Опережение затвердения наружного слоя в пластмассах горячего отверждения приводит к возникновению в нем внутренних напряжений растяжения. В дальнейшем затвердевание внутренних слоев вызывает уменьшение их объема и они оказываются под воздействием растягивающих напряжений, поскольку к этому времени наружные слои приобретают жесткость.
Напряжения в наружных слоях при этом постепенно уменьшаются до нуля и возрастают затем уже с другим знаком. В процессе изготовления стоматологической пластмассовой конструкции практически нельзя устранить внутренние напряжения, которые существенно снижают качество протеза, приводят к образованию трещин, «серебра» и короблению. Внутренние напряжения легко можно обнаружить по возникновению окрашенных интерференционных полос при прохождении поляризованного монохроматического света через протез.
Поскольку напряжения неизбежно возникают в процессе изготовления протеза, снятие их должно стать необходимой операцией технологии его изготовления. Одним из эффективных способов снижения напряжений является термообработка стоматологических изделий в различных средах и температурно-вре-менных режимах. При этом улучшаются механические свойства, стабилизируются геометрические размеры и увеличивается
Глава 15. Основные конструкционные материалы
срок эксплуатации. В качестве сред-теплоносителей могут использоваться воздух и жидкости. Из различных видов термообработки (нормализация, закалка, отжиг, отпуск и др.) наиболее эффективным способом перестройки внутренних напряжений является отжиг, который надо реализовать при такой температуре, когда изделие еще не деформируется.
М. М. Тернером, М.А.Нападовым и А.П.Вороновым описана следующая технология отжига протезов. Отжиг проводят в термошкафу, нагревая изделие (протез и др.) до 80+3°С со скоростью 0,7—1,5°С в минуту. Конечную температуру устанавливают в зависимости от базисного материала. После 3—4-часовой выдержки при этой температуре изделие медленно охлаждают до 30—40°С. Отжиг не только повышает серебростойкость, но и влияет на твердость, увеличивая ее в среднем на 10 единиц по Роквеллу.
Растрескивание.Одним из самых распространенных видов разрушения полимеров является возникновение трещин на поверхности материала при одновременном действии напряжения и окружающей среды. Растрескивание напряженных полимеров под воздействием жидких сред, сопровождающееся возникновением на поверхности трещин, происходит в результате взаимодействия с активной средой и является одним из видов статической усталости полимера. При растрескивании, в зависимости от величины и характера распределения напряжений, возникает одна магистральная трещина или сетка мелких трещин. При действии больших напряжений образуется обычно одна магистральная трещина, при малых напряжениях возникает множество трещин. Растрескивание проявляется особенно быстро при действии 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 от шеек фарфоровых зубов. Если протез, которым пользуется больной, часто высыхает при извлечении изо рта, а затем вновь увлажняется, то со временем могут возникнуть трещины в результате чередующегося сжатия (при высыхании) и расширения (при поглощении воды). Базисные материалы с увеличенной во-допоглощаемостью более склонны к растрескиванию, поэтому водопоглощение для них регламентируется стандартами и не должно превышать 0,7 мг/см2. Если при полимеризации протеза формовочная масса контактировала с водой, то получается полимеризат с повышенной водопо-глощаемостью. При изготовлении протеза необходимо добиваться надежной изоляции пластмассы от воды.
М.А.Нападовым, А.П.Вороновым, А.А.Штурманом, В.Л.Авраменко и А.Л.Са-пожниковым разработан способ повышения прочности протезов из акриловых пластмасс. Идея метода состоит в устранении поверхностных дефектов (макро-и микротрещины, включения и др.) обработкой полимерного изделия Н-бутило-вым эфиром уксусной кислоты при температурах, находящихся в области перехода полимера в высокоэластическое состояние. В разогретый до 80±2°С эфир погружают протезы в специальных кассетах и выдерживают 3 мин. Сушат протезы в вытяжном шкафу в токе воздуха при температуре 45—50°С в течение 3—4 ч.
Физические и механические свойства полимеризата.Для эксплуатационной оценки материалов для базисов имеют значение следующие механические свойства: прочность на растяжение, прочность на сжатие, удлинение, модуль эластичности, предел пропорциональности, ударная вязкость, поперечный прогиб, прочность на изгиб, усталостная прочность, эластичная деформация (рекове-ри), твердость.
Раздел II. Материалы, применяемые для изготовления пластиночных протезов при полной утрате зубов
По прочности на растяжение и сжатие полиметилметакрилатные и поливинил-акриловые материалы существенно не различаются. Незначительные расхождения не имеют значения для клиники протезирования. Поломка протезов происходит при их падении, знакопеременных нагрузках при жевании пищи, из-за остаточных напряжений, дефектов изготовления.
Усталостная прочность материала определяется количеством циклов знакопеременных нагрузок при определенном усилии. При испытаниях усталостной прочности базисных материалов применяется усилие 17,2 МН/м2. Материал считается хорошим, если при этом усилии он выдерживает 1,0—106 циклов. Полиметилметакрилатные базисные материалы выдерживают 1,5—106, а поливи-нилакриловые — 1,1 —106 циклов.
Стандартом допускается водопогло-щение не более 0,7 мг/см2 в течение 24 ч при 37+ГС. Водопоглощение полимери-зата, как уже отмечалось, зависит от условий полимеризации формовочной массы. Если в процессе полимеризации формовочная масса находилась в контакте с водой, то полимеризат будет обладать повышенным водопоглощением, доходящим до 2%.
Водопоглощение акриловых полимеров являлось объектом исследования многих ученых. G.M.Brener (1961) установил, что молекулярная масса полимера оказывает незначительное влияние на водопоглощение в диапазоне температур 20—37°С. Интересна аномалия: водопоглощение при 20°С несколько выше, чем при 37°С. При более высокой температуре водопоглощение больше в каждый данный момент, но состояние равновесного насыщения достигается за одно и то же время. Водопоглощение резко снижает прочность полимера. При поглощении 1,5—2% воды прочность уменьшается на 8—10%. Если снижение прочности
в результате водопоглощения является отрицательным явлением, то увеличение объема надо считать полезным. Увеличение объема протеза, вызываемое водопоглощением, полностью компенсирует усадку, которая возникает при охлаждении протеза от 75°С до температуры полости рта.
Дата добавления: 2015-12-29; просмотров: 3755;