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

1. Matrix (organiczna macierz)

• wysokocząsteczkowy monomer np. Bis- GMA, UDMA

• niskocząsteczkowy monomer np. TEGDMA

Inicjator, Akcelerator, Inhibitor, UV Stabilizator

1. Wypełniacz (faza nieorganiczna)- szkło krzemowe, barwniki

2. 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

1. Barwniki

• tlenki metali

• dają kolor i opakerowość

• tlenki glinu i tytanu

1. 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= $\frac{powierzchnia\ zwiazana}{\begin{matrix} \text{powierzchnia\ wolna} \\ \\ \end{matrix}}$

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