I. Полимерная матрица (органический матрикс).
Наибольшее распространение в настоящее время получили композиты, органическая матрица которых представляет собой продукт взаимодействия акриловых и эпокриловых смол. Продукт реакции бисфенола с глицидилметакрилатом (Bis-GMA) твердеет при наличии катализатора в течение 3 минут, давая при этом усадку лишь 5% (для сравнения: полимеризационная усадка акриловых пластмасс равна 21%). Это соединение является основой большинства современных композитов.
Bis-GMA представляет собой мономер с высоким молекулярным весом. Это гибридная молекула, в которой к эпоксидной смоле присоединены реакционноспособные метакриловые группы. Другое вещество, широко используемое в производстве композитов, – уретандиметилметакрилат «UDMA». Он выполняет ту же роль, что и Bis-GMA, но имеет меньшую полимеризационную усадку, большую густоту и прочность.
При изготовлении композитов используются также и другие мономеры, например, декандиолдиметакрилат (D3МА) или триэтиленгликольдиметакрилат (TEGDMA), благодаря чему удаётся снизить вязкость и время полимеризации мономера. В настоящее время совершенствование композитных материалов осуществляется в основном за счёт модифицирования их полимерной матрицы.
Полимерная матрица содержит:
1. Ингибитор полимеризации для увеличения времени работы с материалом и удлинения срока хранения.
2. Катализатор – для начала полимерилизации.
3. Дополнительный катализатор (кататализатор) – для улучшения процесса полимеризации (только в композитах химического отверждения).
4. Активатор (фотоинициатор полимеризации) – для начала процесса полимеризации (только в светоотверждаемых композитах).
5. Поглотитель ультрафиолетовых лучей – для улучшения цветостабильности, уменьшения изменения цвета материала при попадании на него солнечных лучей.
II. Неорганический наполнитель (дисперсная фаза):
Неорганический (минеральный) наполнитель является второй важной составной частью современных композитов. Благодаря наличию большого количества наполнителя достигается улучшение свойств композиционных пластмасс, а именно:
· уменьшается полимеризационная усадка (до 0,5-0,7%);
· предотвращается деформация органической матрицы;
· снижается коэффициент теплового расширения;
· уменьшается сорбция воды;
· повышается твёрдость материла, его сопротивляемость нагрузкам;
· улучшает эстетические свойства материала, так как наполнитель обладает коэффициентом преломления и просвечиваемости, близким к соответствующим показателям эмали зуба.
Основными свойствами наполнителя, влияющими на качество композита, являются:
- Размер частиц наполнителя. Этот показатель служит важнейшим параметром, определяющим свойства материала. В различных композитах он колеблется от 45 мкм до 0,04 мкм (0,01-100 мкм).
- Материал, из которого изготовлен наполнитель. Применяется большое количество разработанных наполнителей: плавленый и кристаллический кварц, алюмосиликатное и боросиликатное стекло, различные модификации двуокиси кремния, алмазная пыль, искусственно синтезированные вещества и т.д.
- Форма частиц. Наполнитель может быть молотый, сферический, в форме «усов», палочек или стружки. В большинстве композитов используются молотые частицы рентгеноконтрастного бариевого стекла, однако некоторые фирмы-производители отдают предпочтение синтетическим наполнителям со сферическими частицами. Варьирование размера частиц, формы и материала, из которого изготовлен наполнитель, позволяет изменить свойства в необходимом направлении.
III. Поверхностно-активные вещества (силанты, или межмолекулярная фаза):
При недостаточной связи наполнитель легко выбивается с поверхности, а вдоль границы «наполнитель/матрица» легко проникает влага и красящие вещества. Чтобы избежать этого, поверхность наполнителя обрабатывается специальными связующими веществами – силантами. С химической точки зрения, это кремний органические соединения. Они представляют собой биполярные связующие агенты, соединяющиеся химической связью, с одной стороны, с наполнителем – с другой – органической матрицей.
Благодаря наличию силантов композиты приобретают улучшенные свойства:
-частицы наполнителя становятся водоотталкивающими;
-снижается водопоглощения материала;
-резко повышается прочность и износостойкость.
ПОЛИМЕРИЗАЦИЯ КОМПОЗИТОВ
- осуществляется за счёт свободных радикалов получаемых:
1) тепловой реакцией – применяется в лаборатории;
2) химической реакцией – химические композиты представлены 2-компонентными системами (паста-паста, порошок-жидкость). Один компонент содержит химический активатор, другой – инициатор свободнорадикальной реакции: перекись бензоила активируется третичными ароматическими аминами.
Преимущество химической реакции:
-равномерность процесса полимеризации, независимо от толщины пломбы;
-наименьшие временные затраты;
-простота применения;
-относительная дешевизна материалов.
Недостатки:
-потемнение пломбы (аминовое окрашивание) из-за остатка активатора (термоамина), со временем подвергающегося химическим превращениям;
-выраженное нарушение краевого прилегания, поскольку направление полимеризационной усадки протекает у химических материалов по направлению к центру пломбы.
3) фотохимической реакцией.
Недостатки:
-усадка светоотверждаемых материалов. Направление усадки светоотверждаемых материалов идет по направлению к источнику света;
-необходимость наличия специальной аппаратуры;
-большие временные затраты;
-относительно высокая стоимость материалов.
