MATERIAŁOZNAWSTWO WYKŁAD 1

22.02.2012

MATERIAŁY KOMPOZYTOWE=

KOMPOZYTY=

MATERIAŁY ZŁOŻONE

Definicja: Matrix (części organiczna, żywice, polimery) + wypełniacz (część nieorganiczna, szkło) + czynnik sprzęgający

System wiążący= BOND- czyste żywice

1. Makrofilowe- chemoutwardzalne kompozyty
2. Midifilowe- chemoutwardzalne kompozyty
3. Mikrofilowe- chemoutwardzalne kompozyty
4. Midi- hybrydowe kompozyty
5. Mini- hybrydowe kompozyty
6. Prototyp materiałów z ograniczonym skurczem
7. Nano- hybrydowe kompozyty

Skład chemiczny

A. Matrix (organiczna macierz)



wysokocząsteczkowy monomer np. Bis- GMA, UDMA



niskocząsteczkowy monomer np. TEGDMA
Inicjator, Akcelerator, Inhibitor, UV Stabilizator

B. Wypełniacz (faza nieorganiczna)- szkło krzemowe, barwniki
C. Czynnik sprzęgający- związki silanu (organiczne związki krzemu)

MATRIX

Bis- GMA oparta na Bis- fenol- A i GLICIDYL METACRYLATE (met akrylan glicydowy)
= ŻYWICA BOWENA

Bardzo sztywna czasteczka z powodu obecności 2 pierścieni aromatycznych i 2 grup metakrylanowych

UDMA (Uretanowy dimetakrylan)
TEGDMA- rozcieńczalnik

FAZA NIEORGANICZNA



Kwarc krystaliczny

- duże cząsteczki
- trudno polerowalne



Szkło krzemowe

- bar
- stront
- lit
- pizolityczna krzemionka
- koloidalna krzemionka 0,04 µ



Zawartość wypełniacza wpływa na wiele właściwości

- wytrzymałość
- odporność na abrazję
- estetykę
- właściwości użytkowe
- 50- 86 %- wagowo
- 35- 71 % objętościowo

Rola wypełniacza

- zmniejszenie skurczu polimeryzacyjnego
- zmniejszenie rozszerzalności termicznej kompozytu
- zwiększenie wytrzymałości na rozciąganie i ściskanie
- zmniejszenie sprężystości
- zmniejszenie sorpcji wody
- zwiększenie twardości kompozytu i jego odporności na zużycie (ścieranie)
- wypełniacz wpływa także na konsystencję, przejrzystość i barwę materiału

Klasyfikacja wypełniaczy

- MACRO FILLER- nie ma już na rynku- 10-100µm
- MIDI FILLER- 1- 10 µm
- MINI FILLER 0,1- 1 µm
- MICRO FILLER 1- 100 µm

Kompozyty hybrydowe- w środku są różne rozmiary cząsteczek wypełniacza- im mniejsza ilość (rozmiar) tym większa
polerowalność.

Degradacja kompozytu -> bis- fenole-> mogą doprowadzić do raka piersi

NIGDY NIE SKRACAĆ CZASU POLIMERYZACJI!!

Homogenny kompozyt- wszystkie elementy są dodawane jednocześnie

Heterogenny kompozyt- żywica + wcześniej zmielony homogenny kompozyt, robi się ten kompozyt aby skrócić czas
polimeryzacji


Sposób rozmieszczenia wypełniaczy
Kompozyty zawierające jeden rodzaj wielkości wypełniaczy to:



makrofilowe



mikrofilowe



nanofilowe

Kompozyty zawierające kilka rodzajów wypełniaczy o różnych rozmiarach to HYBRYDY

System klasyfikacji kompozytów



Makrofilowe (tradycyjne) 1-50 µm



Mikrofile 0,04 µm



Hybrydowe (makrofiler) 1-20 µm + krzemionka



Hybrydowe (midi filer) 1- 10 µm + krzemionka



Mikrohybrydowe 0,1- 2 µm + krzemionka



Minihybrydowe



Nanohybrydowe 1- 100 µm

Makrofile (tradycyjne)

- krystaliczny kwarc uzyskany przez mielenie
- trudny do polerowania- duże cząsteczki trącące retencję podczas polerowania
- niewielka wytrzymałość na ścieranie
- dobra wytrzymałość na złamana

Mikrofile

 Lepsza estetyka i polerowalność
 Małe cząsteczki wypełniacza
 Mniejsza zawartość wypełniacza- pogorszenie własności
 Do zębów przednich

Kompozyty hybrydowe

 Uniwersalne
 Średnia ziarnistość 0,6- 1 µm- zróżnicowanie wielkości cząsteczek wypełniacza
 Duża wytrzymałość mechaniczna
 Dobra estetyka- gorsza polerowalność w stosunku do mikrofili, mniej trwały połysk
 Odpowiednie do I – V klasy
 Uniwersalność

Nowy podział materiałów kompozytowych



Technika odbudowy utraconych tkanek- jeden odcień wypełnia cały ubytek np. Charisma, Ceram X mono



Technika anatomiczna (kolory szkliwne i zębinowe) np. Ceram Z Duo, Enamel, HFOś

Czynnik sprzegający- METAKRYLOKSYPROPYLO- TRIMETOKSY-SILAN (MPS)

Skład chemiczny- inhibitory:



Zapobiegają przedwczesnej polimeryzacji (temperatura, światło)



Zapewniają odpowiedni czas użytkowania



Butylowany hydroksytoluen

Barwniki i UV absorbery

A. Barwniki

 tlenki metali



dają kolor i opakerowość



tlenki glinu i tytanu

B. UV absorbery

 …
 …



Benzofenon

Polimeryzacja



Inicjacja

- wytwarzanie aktywnych rodników



Propagacja

- powstawanie łańcuchów polimerowych
- formowanie sieci 3D
- 50- 60 % stopień konwersji= stopień przereagowania- ile monomerów wzięło udział w reakcji ~ 40 %-

wolne monomery



Terminacja

Kliniczne aspekty polimeryzacji
Współczynnik konfiguracji ubytku

C-faktor=

Napięcie skurczowe- geometria ubytku: C- faktor + wielkość i głębokość ubytku

1. Technika polimeryzacji: C-faktor + wielkość i głębokość ubytku
2. Polimeryzacja ciągła światłem o wzrastającej intensywności
3. Polimeryzacja pulsacyjna