background image

2

/ 2 0 1 3

55

T E C H N I K A  

D E N T Y S T Y C Z N A

Udarność, wytrzymałość 
na zginanie, twardość

wybranych dentystycznych żywic akrylowych – część I

metylu i inne monomery, stabilizator 
(inhibitor) zapobiegający samopoli-
meryzacji, plastfikator oraz dodatek 
sieciujący. Sam proces polimeryza-
cji podzielony jest na polimeryzację 
wstępną i właściwą. Polimeryzacja 
wstępna składa się z kilku faz, a pro-
cesy polimeryzacji właściwej są zróż-
nicowane dla poszczególnych typów 
tworzyw akrylowych (2).

Jedną z właściwości żywic na bazie 

metakrylanu metylu jest sorpcja lub 
uwalnianie płynów, co skutkuje nie-
stabilnością wymiarów geometrycz-
nych, a także może być przyczyną po-
wstawania naprężeń wewnętrznych, 
które mogą prowadzić do powstania 
pęknięć, a w konsekwencji do znisz-
czenia protezy (3).

Pomimo wielu prób poprawiania 

wytrzymałości tworzyw akrylowych 
nadal w opracowaniach badawczych 
można spotkać różne odniesienia 
do t ych problemów (4). Wpływ 
na właściwości tworzyw akrylowych 
ma m.in. sposób polimeryzacji, różny 
dla tworzyw samopolimeryzujących 
i polimeryzowanych w wysokich tem-
peraturach. Niska wytrzymałość mate-
riałów akrylowych stwarza problemy, 
które w efekcie są odpowiedzialne 
za uszkodzenia protez ruchomych spo-
wodowane problemami zgryzowymi, 
przeciążeniem czy zmęczeniem mate-
riału lub przypadkami uszkodzeń spo-
wodowanych wypadkami. Materiały 
używane najczęściej do wytwarzania 
ruchomych protez częściowych lub 

Żywice akrylowe są termoplastycz-
nymi tworzywami sztucznymi, a ich 
główne łańcuchy zbudowane wy-
łącznie z atomów węgla (1). Mają 
one szerokie zastosowanie zarówno 
w protetyce, jak i ortodoncji przy 
wykonywaniu ostatecznych uzupeł-
nień protetycznych oraz do zaopa-
trzenia w tymczasowe uzupełnie-
nia protetyczne. Żywice akrylowe 
wchodzą także w skład kompozy-
tów dentystycznych. Są to polimery, 
czyli związki składające się z wielu 
powtarzających się elementów (me-
rów). Materiały te mają zdolność 
do polimeryzacji pod wpływem 
różnych czynników, np.: ciepło, 
światło widzialne, promieniowanie 
UV czy , niektóre aminy. Nazwę 
akrylany możemy zastosować dla 
wszystkich polimerów, które otrzy-
mujemy ze związków akrylowych. 
Przykładami mogą być: włókna polia-
krylonitrylowe oraz poliakrylanowe 
używane w procesach modyfikacji 
włókien, lakierów i klejów, poliakry-
loamidy, polimery cyjanoakrylowe 
jako szybko wiążące kleje czy poli-
metakryloimidy na szybko wiążące 
pianki lub poli(metakrylanu glikolu 
etylenowego), stosowane np. do wy-
twarzania miękkich soczewek.

Żywice składają się z proszku (poli-

meru, polimetakrylanu metylu), mo-
gącego ponadto zawierać pigmenty, 
plastyfikator czy inicjator reakcji, 
oraz z płynu (monomeru), którego 
głównymi składnikami są metakrylan 

TITLE

 

 Impact strength, bending 

strength, hardness in selected dental 
acrylic resins

SŁOWA KLUCZOWE

 

 akryl, 

żywica, wytrzymałość mechaniczna, 
polimeryzacja

STRESZCZENIE

 

 

Materiałem 

używanym do wytwarzania częściowych 
lub całkowitych protez ruchomych 
jest polimetakrylan metylu. Materiał 
ten ma pewne ograniczenia, 
w szczególności w zakresie parametrów 
wytrzymałościowych. 

KEY WORDS

 

 

acrylic, resin, 

mechanical strength, polymerization 

SUMMARY

 

 

The material used for 

the preparation of partial or complete 
dentures is polymethylmethacrylate. 
This material has some limitations, 
particularly in terms of strength 
parameters. 

mgr Krzysztof Pietnicki

1

, tech. dent. Kamila Sroka

2

, Patrycja Klatka

3

, dr n. tech. Adam Rzepkowski

4

W

pływ na właściwości 
tworzyw akrylo-

wych ma m.in. sposób 

polimeryzacji, różny dla 
tworzyw samopolimeryzu-
jących i polimeryzowanych 

w wysokich temperaturach. 

Niska wytrzymałość mate-

riałów akrylowych stwarza 
problemy, które w efekcie 

są odpowiedzialne za uszko-
dzenia protez ruchomych.

background image

N

O W O C Z E S N Y

 

T

E C H N I K

 

D

E N T Y S T Y C Z N Y

56

T E C H N I K A  

D E N T Y S T Y C Z N A

całkowitych na bazie polimetakryla-
nu metylu (PMMA), ze względu na ni-
skie parametry wytrzymałościowe, 
były modyfikowane różnymi dodat-
kami. Poszukiwania koncentrowały 
się na dodatkach do matrycy PMMA, 
związków wzmacniających i popra-
wiających właściwości mechanicz-
ne płyty protezy, co w efekcie miało 
poprawić ich wytrzymałość. Efektem 
tych działań jest powstanie materia-
łów tworzących kompozyt wzmocnio-
ny (5). Były to próby wprowadzania 
włókien z PMMA. Inne polegające 
na zmianie typów zastosowanych 
włókien były omawiane w wielu 
badaniach wprowadzających włók-
na węglowe szklane, nylonowe lub 
metalowe czy polietylenowe. W ba-
daniach innym dodatkiem do żywic 
akrylowych były również płytki szkla-
ne (6, 7). Prowadzono także badania 
nad poprawą właściwości żywic 
akrylowych poprzez modyfikacje 
chemiczne, wprowadzając kauczuk 
butadienowo-styrenowy. Wprowa-
dzenie gumy jako modyfikatora nie 
przyniosło zadowalających efektów, 
prowadząc do zmiany modułu spręży-

stości materiału i obniżenia sztywno-
ści płyty protezy (8). Próby poprawy 
właściwości mechanicznych żywic 
akrylowych nie spełniły wszystkich 
oczekiwań, jednak przyczyniły się 
do rozwoju materiałów i wprowadza-
nia do zastosowań praktycznych no-
wych ich generacji.

Wszystkie żywice akrylowe mają 

określone właściwości mechanicz-
ne, wśród których możemy wyróż-
nić: twardość, udarność, odporność 
na zginanie. Na rynku jest dostęp 
do dużej ilości żywic akrylowych 
spełniających kryteria materiałów 
podstawowych w technice denty-
stycznej i ortodoncji. Właściwości ma-
teriałów konstrukcyjnych tworzących 
bazę protezy mają istotne znaczenie 
dla trwałości uzupełnień protetycz-
nych. Omawiane właściwości mecha-
niczne żywic akrylowych pozwalają 
na stwierdzenie, że ich wytrzymałość 
mechaniczna nie jest zbyt wysoka. 
Nieco lepsze właściwości mechanicz-
ne są zauważalne dla nowych two-
rzyw i technologii ich przetwarzania, 
np. technik formowania wtryskowego 
czy aktywacji mikrofalowej procesów 

polimeryzacji. Jednak nie dotyczy 
to wszystkich parametrów wytrzy-
małościowych (9-11).

Stały postęp i rozwój inżynierii ma-

teriałowej powodują pojawianie się 
na rynku nowych materiałów mają-
cych odmienne właściwości. Dlatego 
też podjęto próbę wskazania materia-
łu o najwyższych parametrach wy-
trzymałościowych, porównując ma-
teriały dostępne i powszechnie stoso-
wane. Same badania w założeniach 
są wstępne i pozwolą na sprecyzo-
wanie kierunku dalszych rozważań 
nad właściwościami żywic używa-
nych w protetyce stomatologicznej. 
Obecnie jest dostępnych na rynku 
około 2000 różnego rodzaju tworzyw 
akrylowych (12).

W zależności od rodzaju żywicy 

obecnie są do wyboru materiały 
o lepszych właściwościach mecha-
nicznych, chemicznych czy estetycz-
nych. Omawiając problematykę wy-
trzymałości materiałów, należy zwró-
cić uwagę na fakt, że w pracowniach 
techników dentystycznych zazwyczaj 
wykorzystuje się tylko kilka tworzyw 
polimerowych PMMA z dostępnych 

1

 DYNSTAT – urządzenie do badania udarności i wytrzymałości na zginanie 

2

 Pomiar wytrzymałości na zginanie 

3

 KB Pruftechnik – urządzenie do pomiaru 

twardości metodą Vickersa (HV1) 

4

 Pomiar udarności

1

2

4

3

fot. ar

chiwum autor

ów

background image

2

/ 2 0 1 3

57

T E C H N I K A  

D E N T Y S T Y C Z N A

w sprzedaży. Niewątpliwie ważnym 
powodem wyboru odpowiedniego ro-
dzaju akrylu powinna być odporność 
mechaniczna materiału. Materiały 
akrylowe są tworzywem twardym, 
ale zarazem i kruchym. Z punktu wi-
dzenia inżynierii materiałowej i trwa-
łości konstrukcji niezwykle ważne 
są parametry wytrzymałościowe ma-
teriałów. Dlatego też zainteresowanie 
się i próba oceny właściwości me-
chanicznych i wytrzymałościowych 
są uzasadnione.

M

ATERIAŁ

 

Materiał do badań stanowiło 150 pró-
bek o wymiarach 15 x 10 x 4 (mm), 
przygotowanych w Wyższej Szkole 
Edukacji i Terapii w Poznaniu zgod-
nie z normą PN-EN ISO 8257-2. Każ-
da z nich została wykonana ściśle 
według odpowiedniej technologii 
polimeryzacji oraz zaleceń produ-
centów.

Przed badaniem próbki zostały do-

kładnie opracowane i wypolerowa-
ne, dla uzyskania gładkiej, jednolitej 
powierzchni. Do wykonania badań 
wykorzystano 10 różnych żywic akry-
lowych. Osiem z nich było przezna-
czonych do wykonywania płyt protez 
zębowych w różnych technologiach 
i z zastosowaniem różnych procedur 
polimeryzacji. Były to żywice prze-

znaczone dla technologii wlewowych 
ciśnieniowych niskotemperaturo-
wych, tradycyjnej polimeryzacji wy-
sokotemperaturowej oraz materiałów 
samopolimeryzujących do napraw. 
Dwa pozostałe rodzaje żywic akry-
lowych to materiały wykorzystujące 
technologię polimeryzacji niskotem-
peraturowej ciśnieniowej, o przezna-
czeniu na części tworzywowe rucho-
mych aparatów ortodontycznych. 
Procesy polimeryzacji dla poszczegól-
nych żywic akrylowych zostały prze-
prowadzone zgodnie z zaleceniami 
producentów dostarczonymi razem 
z materiałami (2, 13). 

M

ETODY

 

BADAŃ

 

Próby wytrzymałościowe wykonano 
w Zakładzie Badań Materiałów Po-

litechniki Łódzkiej. Udarność oraz 
wytrzymałość na zginanie ocenio-
no za pomocą urządzenia Dynstat 
na 12 próbkach z każdego materia-
łu. Pomiary twardości wykonano 
metodą Vickersa, przy obciążeniu 
10 N (HV1) na urządzeniu KB Pru-
ftechnik, na 3 próbkach z każdego 
materiału, po 5 pomiarów twardości 
dla poszczególnych materiałów.  

1

Zakład Technik i Technologii Dentystycznych 

60-812 Poznań, ul. Bukowska 70, 

Wyższa Szkoła Edukacji i Terapii 

61-473 Poznań, ul. Grabowa 22

2

Wyższa Szkoła Edukacji i Terapii 

61-473 Poznań, ul. Grabowa 22

3

Wyższa Szkoła Edukacji i Terapii 

61-473 Poznań, ul. Grabowa 22

4

Instytut Inżynierii Materiałowej 

Politechniki Łódzkiej 

90-924 Łódź, ul. Stefanowskiego 1/15

Przeznaczenie akrylu

Nazwa materiału

na gorąco (płyty protez)

Vertex Rapid Simplifi ed

na gorąco (płyty protez)

Wiedent Estetic

na gorąco (płyty protez)

Zhermack Villacryl H Rapid

na gorąco (płyty protez)

Zhermack Villacryl H Plus

na zimno (naprawy protez)

Wiedent Estetic S

na zimno (naprawy protez)

Vertex Self Curing

na zimno (technika wlewowa)

Zhermack Villacryl SP

na zimno (technika wlewowa)

Vertex Castavaria

na zimno (cz. tworzywowe aparatów)

Wiedent Estetic ORT

na zimno (cz. tworzywowe aparatów)

Vertex Orthoplast

Tab. 1. Materiały użyte w badaniach


Document Outline