III. Обработка частиц наполнителя специальными поверхностно-активными веществами, благодаря которым он вступает в химическую связь с полимерной матрицей (силанами)

 

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.