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.

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

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