Tworzywa sztuczne

stosowane w protetyce

stomatologicznej

Katarzyna Kalicka

Jadwiga Startek

Polimery

Wiele pojedyńczych atomów,

cząsteczek połączonych jest ze
sobą w długie łańcuchy; taką
pojedyńczą cząsteczką
nazywamy monomerem lub
merem

Tworzywa sztuczne

To ogólnie i powszechnie przyjęta nazwa

materiałów, których podstawowym
składnikiem są substancje
wielkocząsteczkowe

Ich dawną nazwą jest masa plastyczna;

materiały których podstawowym składnikiem
są naturalne lub syntetyczne polimery.

Tworzywa sztuczne mogą być otrzymywane z

czystego polimeru (np. polimetakrylan
metylu, polistyren, polietylen),kopolimerów
lub mieszanek polimerów

Polimery

Naturalne * woski * żywica (bursztyn,

kauczuk)

Semisyntetyki *zmodyfikowane polimery

naturalne * celuloid zmodyfikowany
kamforą, do produkcji sztucznych zębów
* bakelit otrzymywany przez
kondensację formaliny i fenolu i
poddanego działaniu wysokiej temp.
wraz z odpowiednim ciśnieniem

Syntetyczne * tworzywa sztuczne

W stomatologii powszechnie używa się

wielu rodzajów tworzyw sztucznych,
określanych mianem polimerów.

Zaliczamy do nich takie tworzywa jak

*polimery akrylu, *wzmacniane gumą
polimery akrylu, *plastiki akrylanowe

Tworzywa akrylanowe mogą być

zarówno miękkie i elastyczne, jak i
twarde i sztywne

Tworzywa akrylanowe najczęściej

stosuje się *do sporządzania płyty
protezy ruchomej, która utrzymuje
zęby w protezie; *do wyrobu
zębów do protez; *do sporządzania
indywidualnych łyżek wyciskowych

Akrylan można wykorzystywać * do

licowania powierzchni mostów
metalowych

Tworzywa sztuczne

• Są to polimery do których dodawane są

różnego rodzaju substancje, mające
działać w określony sposób :

Barwniki
Stabilizatory – przedłużają okres

przydatności

Plastyfikatory – zapewniaja

plastyczność

Napełniacze – obniżają koszt produkcji
Utrwaldzacze

Masy akrylanowe

Są to syntetyczne tworzywa

termoplastyczne, otrzymywane
drogą polimeryzacji estrów kwasu
akrylanowego i metakrylanowego.

Masy akrylanowe pod względem

budowy chemicznej należą do
związków wielkocząsteczkowych
tzn. że cząsteczki ich powtarzają
się wielokrotnie

Masy akrylanowe występują w

postaci proszku(polimeru) i
płynu ( monomeru)

Zmieszane ze sobą dają masę,

którą można łatwo formować,
prasować,polimeryzować.

Synteza cząsteczek monomeru

może następować poprzez : *
polimeryzację,
* polikondensację

Polimery akrylowe

Polimery otrzymuje się głównie w

reakcji rodnikowej polimeryzacji
kwasu akrylowego, metakrylowego
oraz ich pochodnych estrów, nitryli i
amidów.

Metakrylan metylu jest to ester

metylowy kwasu metakrylowego.

Kwas metakrylanowy + alkohol

metylowy => metakrylan metylu +
woda

MONOMER



jest to ester metylowy kwasu metakrylowego;



płyn o ciężarze właściwym 0, 945 g/cm3,



-48 stopni C,



100,3 st. C,



jest łatwopalny,



nierozpuszczalny w wodzie, rozpuszczalny zaś w
rozpuszczalnikach organicznych



jest bezbarwny, posiada przyjemny, lecz przenikliwy
zapach,



zachowuje swą stałość do temp. 65 stopni, powyżej tej
temperatury ulega polimeryzacji,



aby nie dopuścić do samorzutnej polimeryzacji, należy
go przechowywać w szczelnej butelce koloru ciemnego,

By zapobiec przedwczesnej polimeryzacji monomeru,

wprowadza się stabilizatory(inhibitory). Są to związki,
które chętnie łączą się z tlenem, a więc nie pozwalają na
działanie tego pierwiastka na monomer. Najczęściej
stosowane są związki zawierające w swej budowie
fenolową grupę wodorotlenową np. parahydrochinon

Monomer bywa także łączony z chlorkiem winylu, octanem

winylu i styrenu. Czasem dodaje się też niewielkie ilości
acetonu, który ułatwia proces polimeryzacji przez łączenie
proszku z płynem.

W monomerze znajdują się też często plastryfikatory, które

ułatwiają i przyśpieszają wymieszanie monomeru z
polimerem.



Do najczęściej stosowanych plastryfikatorów należą:



ftalan dwubutylu



ftalan dwumetylu



salol



Dodane do monomeru w ilościach do 10% ułatwiają
przebieg polimeryzacji. W większych ilościach nadają
tworzywu giętkość i rozciągliwość. Działanie
plastryfikatorów powoduje obniżenie temperatury
przejścia ze stanu twardego

do elastycznego

• Monomer i zawarte w nim

składniki mogą działać
toksycznie oraz powodować
odczyny uczuleniowe i
charakterze miejscowym.
Toksycznie działa także monomer
resztkowy, który jest
niespolimeryzowanym w
przebiegu polimeryzacji
monomerem rzeczywistym.
Znajduje się w ilości 3-5%

Monomer resztkowy -

likwidacja

• Powtórna polimeryzacja w

kąpieli wodnej lub w roztworach
KMnO

, wody utlenionej ,

chloraminy

• Naświetlanie promieniowanie

ultrafioletowym

POLIMER



jest to polimetakrylan metylowy, występujący pod postacią
proszku;



ciężar właściwy proszku wynosi 1,8 – 1,2 g/cm3



jest słabym przewodnikiem ciepła, nie przewodzi prądu
elektrycznego



substancja wielkocząsteczkowa, otrzymywana przez addycyjną
polimeryzację cząsteczek monomeru



bezbarwny, o dużej przepuszczalności światła(91-92%)



twardość w skali Mohsa 2-3



absorpcja wody minimalna- 0,6% w ciągu doby



nie reaguje ze słabymi kwasami ani mocnymi zasadami



rozpuszczalny w niewielu rozpuszczalnikach organicznych np. w
acetonie, dioksanie, octanie butylu, metakrylanie metylu



oprócz proszku może występować w postaci złomów, opiłków,
szkła organicznego; najczęściej jednak są to perełki wielkości
0,04-0,005 mm



Do polimeru dodawane są pochodne winylowe lub styrenu
zapewniające tawrdość, małą kurczliwość oraz zmniejszenie absorpcji
wody,



Inicjator ma na celu zniesienie działania inhibitora w płynie oraz
inicjację reakcji polimeryzacji ; obecny w ilości 0,2 – 0,4 % najczęściej
używany w tym celu jest nadtlenek benzoilu.



Barwniki, są obojętne chemicznie i stałe, nie mogą ulegać utlenianiu,
muszą być odporne na działanie kwasów i zasad; są to
chromomolibdenian ołowiu, Sudan IV; ziarna są zaimpregnowane
barwnikiem



Wypełniacze, zapobiegają zbyt dużej przejrzystości



Regulatory- stosowane są w celu zapewnienia łagodnej i równomiernej
polimeryzacji w głębszych warstwach masy; są to np. terpentyna



Plastryfikatory- mają na celu zmniejszyć temperaturę topnienia,
zwiększyć wytrzymałość na rozciąganie i twardość, zwiększyć
elastyczność;



Masy twarde zawierają około 10% plastyfikatora, a masy elastyczne 30
– 50 %.

PROCES POLIMERYZACJI

• Zależy od temperatury, czasu

trwania i grubości
polimeryzowanego przedmiotu.



Biorąc pod uwagę czas, stosuje się trzy rodzaje procesów
polimeryzacji:

1)polimeryzację krótkoczasową-ogrzewanie wody od 0-100 stopni w ciągu 30-60 min i

przetrzymywanie w temp. 100 st. przez 30-60 min

2) polimeryzację średnioczasową

a) ogrzewanie wody od 0 do 65 st. w ciągu 30-60min i przetrzymywanie w temp. 65 st.

przez 60 min

b) ogrzewanie wody od 65-100 st. w ciągu 30 min i przetrzymywanie w temp. 100 st.

w ciągu 15-60 min

3) polimeryzację długoczasową

a) polimeryzowanie w cieple suchym przy 50 st. w ciągu 12 godz.

b) polimeryzowanie w łaźni wodnej przy 100 st. w ciągu 2 godz

Polimeryzacja pod względem

chemicznym

I faza- reakcja inicjowania; energia z inicjatora jest

przenoszona na cząstki monomeru

II faza-reakcja wzrostu łańcucha poprzez pękanie wiązań

podwójnych

III faza-reakcja zakończenia wzrostu łańcucha poprzez

bezpośrednie połączenie lub przemieszczenie atomu
wodoru jednego łańcucha na inny

IV faza-reakcja przeniesienia aktywności łańcucha na

inne cząstki monomeru

Przygotowanie masy do polimeryzacji

Przygotowanie masy polega na połączeniu monomeru z polimerem w

odpowiedniej proporcji. Jest ona zależna od stopnia rozdrobnienia i
twardości używanych ziarenek polimeru(waha się w granicach 1:1; 1:2;
1:3). Szczegóły te producent podaje na opakowaniach. Należy
postępować zgodnie ze wskazówkami producenta, w przeciwnym
wypadku uzyskany wyrób będzie posiadał nieodpowiednie właściwości.

Mieszanie płynu z proszkiem powinno odbywać się w szklanych lub

porcelanowych, idealnie czystych naczyniach. Powinny one być wysokie
i niezbyt szerokie, aby zmniejszyć powierzchnię parowania monomeru.

Fazy wstępnej

polimeryzacji

Wyróżniamy 6 faz:



I faza mokrego piasku-masa uniesiona na nożyku nie rozlewa się



II faza pęcznienia-powierzchowna otoczka ziaren zostaje
rozpuszczona, a monomer zaczyna wnikać do środka



III faza rozklejania-zachodzi reakcja chemiczna polegająca na
pękaniu wiązań podwójnych i łączeniu poszczególnych
łańcuchów



IV faza nitek-po pobraniu niewielkiej ilości materiału ciągną się
cienkie, długie niteczki; masa ma dużą lepkość, przykleja się np.
do nożyka czy ścian naczynia



V faza ciasta-masa łatwo odkleja się od ścian naczynia, jest
plastyczna, łatwo rwie się na kawałki; w tym momencie należy
wyjąć ją z naczynia i formować



VI faza polimeryzacji wstępnej-masa staje się gumowata,
elastyczna, coraz twardsza; po rozerwaniu nie daje się jej łatwo
połączyć

Masy akrylanowe szybko

polimeryzujące

Zwane są także samopolimeryzującymi, polimeryzują w

temperaturze pokojowej 15-18 stopni, a szybciej w
temperaturze ciała czyli ok. 37 stopni. W masach tych stosuje
się zasadę działania układu Redox. Oprócz inicjatora stosuje się
aktywatory oraz promotory reakcji. Aktywatorem najczęściej
bywa trzeciorzędowa amina, a promotorem alkohol etylowy.

W przypadku normalnej polimeryzacji, przebiega ona tak, że

nadtlenek zobojętnia inhibitor zawarty w monomerze. Resztka
nadtlenku może zainicjować polimryzację, a doprowadzenie jej
do końca jest możliwe dzięki podniesieniu temperatury.

W masach samopolimeryzujących zamiast ciepła zastosowane są

aktywatory chemiczne. Mogą nimi być: aminy trzeciorzędowe,
kwasy sulfinowe.

Wytrzymałość mas szybko polimeryzujących

jest dużo mniejsza w porównaniu z masami
polimeryzującymi normalnie. Oto przyczyny:

1. Skrócenie czasu wstępnej polimeryzacji nie pozwala na

rozpuszczenie otoczek proszku i powiązanie w długie łańcuchy.

2. Mieszanina zawiera pewne ilości powietrza

3.Krótki okres polimeryzacji i znaczna ilość katalizatorów wpływa na

skrócenie długości łańcucha. Pozostaje tam także dużo wiązań
podwójnych, które zmniejszają trwałość i obojętność chemiczną.

4. Gwałtowne zwiększenie temperatury podczas polimeryzacji

powoduje zwiększenie objętości ciasta pozbawionego ucisku

Masy te występują pod różnymi nazwami
Hesakryl,
Autoplast,
Poly-plastr,
Duraclyl,
Palavit,
Simplon.

Materiały do wyrobu

tymczasowych koron i mostów

Są to zwykle polimerami akrylu
Np. DuraLay, Trim, Liqiud acrylic
Proszek i płyn miesza się do uzyskania konsystencji śmietany i

nakłada do prefabrykowanych formówek celuloidowych lub
plastikowych wykonanych techniką podciśnieniową, lub do
wycisku alginatowego opracowanych zębów. Ten ostatni
sposób wymaga jednak izolacji powierzchni zębówspecjalnym
płynem izolującym.

Płynna konsystencja masy pozwala na jej upchnięcie we

wszystkie zagłebienia wycisku czy formówki. Po osiągnieciu
konsytencji ciasta przez wycisk nakłada się go na zęby . Po
kilku minutach masa gęstnieje do konsystencji gumy; takie
tymaczasowe uzupełnienie zdejmuje się i umieszcza w ciepłej
wodzie ( 57 st. C ) do stwardnienia.

Przygotowane uzupełnienie wykańcza się i osadza na zębach

za pomocą cementu tymczasowego

Materiały do wyrobu

indywidualnych łyżek wyciskowych

•

wykonuje się z akrylanów typu

proszek / płyn, zawierających
duże ilości wypełniacza .

• Np.. Fastray , COE – sep , Fast set

AKRYL ELASTYFIKOWANY



Stosuje się go w przypadku, gdy podłoże
kostno- śluzówkówe jest wrażliwe na
ucisk i należy je odciążyć oraz w
przypadku kolbowatości wyrostków
zębodołowych.



Elastyczność można uzyskać przez
zastosowanie plastyfikatora w ilości około
50% masy.



Najczęściej stosowany jest
polimetakrylan metylowy plastyfikowany
ftalanem dwubutylu.

• W zakresie techniki

dentystycznej akryl
elastyfikowany wykaże swoją
przydatność, gdy będzie :

• Trwale łączył się z podłozem

protezy,

• Trwale elastyczny,
• Nieszkodliwy dla tkanek

otaczających i organizmu.

Nylon

To handlowa nazwa syntetycznych

poliamidów wprowadzonych na rynek
przez firmę DuPont.

Polimery te zawierają grupy amidowe, a

wytwarza się je w drodze
polikondensacji( czyli obok łańcucha
powstaje woda lub inny związek) kwasów
dikarboksylowych ( lub ich dichlorków) z
diaminami; inną metodą syntezy jest
otwarcie pierścienia laktamoweg

Nylon

• Ma bardzo dużą wytrzymałość na

rozciąganie, można go barwić, ma niską
rozszerzalność cieplną, dobrą odporność
chemiczną na oleje, tłuszcze, smary,
benzynę, odporny na ścieranie,
charakteryzuje go duża sztywność,
twardość oraz wytrzymałość
mechaniczną, zdolność tłumienia drgań i
odporność na uderzenia oraz dobrą
obrabialność ( cięcie, toczenie,
frezowanie )