Загальна характеристика полімерів і їх властивості

ЗАГАЛЬНІ ВІДОМОСТІ ПРО ПОЛІМЕРИ, ЇХ ВЛАСТИВОСТІ ТА ЗАСТОСУВАННЯ

Загальна характеристика полімерів і їх властивості

Полімери – речовини, молекули яких складаються з великої кількості повторюваних ланок. Полімери – основа пластмас, хімічних волокон, резини, лакофарбових матеріалів, клеїв тощо.

Створення полімерів для стоматології нерідко призводить до розробки матеріалів, що знаходять застосування в інших галузях медицини і техніки. Таким прикладом є розробка епоксидних смол, а також швидкотвердіючих композицій амінопероксидної системи, які тепер широко використовуються в техніці і медицині.

Основними вихідними з’єднаннями для отримання полімерних стоматологічних матеріалів є мономери та олігомери (моно-, ди-, три- і тетра(мет)акрилати). Моноакрилати леткі, тому їх використовують в комбінації з високомолекуляними ефірами, що дозволяє зменшити усадку полімеру. Ди- [три-, тетра-](мет)акрилати містяться в більшості композиційних відновлювальних матеріалів, а також в базисних пластмасах в якості зшивагентів.

Для полегшення переробки полімерів і надання їм комплексу потрібних фізико-механічних (міцність при ударі, зламі, згині, розтягуванні, стисканні та ін.; відповідність кольору твердих тканин зубів чи слизовій оболонці порожнині роту, твердість, абразивна стійкість), хімічних (міцність з’єднання зі штучними зубами, мінімальний вміст залишкового мономеру), технологічних (простота, зручність і надійність переробки) та інших властивостей в їх склад вводять різні компоненти – наповнювачі, пластифікатори, стабілізатори, фарбники, зшивагенти, антимікробні агенти, які добре змішуються в полімері з утворенням однорідних композицій і володіють стабільністю цих властивостей в процесі переробки і експлуатації полімерного матеріалу.

Наповнювачі вводять для покращення фізико-механічних властивостей, зменшення усадки, підвищення стійкості до впливу біологічних середовищ. В стоматологічних сополімерах в основному застосовують порошкоподібні наповнювачі (різні види кварцевої муки, силікагели, силікати алюмінію і літію, борсилікати, різні марки мілкоподрібленого скла, гідросилікати, фосфати).

Введення в сополімерні композиції пластифікаторів дозволяє надати їм еластичних властивостей, а також стійкість до дії ультрафіолетових променів.

Для надання полімерним стоматологічним композиціям кольору і відтінків, які імітують зубні тканини, слизову оболонку, в їх склад вводять різні фарбники і пігменти. Основними вимогами до них є нешкідливість, рівномірність розподілу в сополімерній матриці, стійкість у збереженні кольору під впливом зовнішніх факторів і біологічних середовищ, гарні оптичні властивості.

Для отримання полімерів використовують радикальні і частково іонні ініціатори (найчастіше використовують перекис бензоілу). Ініціатори – речовини, які при розкладанні на вільні радикали починають реакцію полімеризації.

Додавання активаторів у невеликих кількостях до каталізатора викликає значне збільшення активності останнього. Активатори – хімічні речовини, що підсилюють дію каталізаторів.

Як інгібітори найчастіше використовують різні хінони, головним чином гідрохінон.

Набір вищеперелічених компонентів полімерних матеріалів визначає в кінці кінців всі його фізико-механічні властивості.

Деформаційні властивості полімерних стоматологічних матеріалів в значній мірі змінюються під впливом молекулярної маси і розгалужень макромолекул, поперечних зшивань, кристалічної фази, пластифікаторів і щеплення різних з’єднань.

Для оцінки основних фізико-механічних| властивостей стоматоло­гічних| сополімерів визначаються наступні|слідуючі| показники:

- міцність на розрив;

- відносне видовження|видовження| при розриві;

- модуль пружності;

- міцність при згині;

- питома ударна в’язкість.

Найважливішою характеристикою базисного матеріалу є його пластичність і удароміцність. В основному ці властивості визначають функціональні якості і довговічність протеза.

Однією з основних якостей сополімерних матеріалів є водопоглинання (набухання), яке може призводити до зміни геометричних форм базисних пластмас, погіршувати оптичні і механічні властивості, сприяти інфікуванню. Водопоглинання як фізична властивість виявляється при тривалому перебуванні базисних пластмас (тобто базису протеза) у вологому середовищі порожнини рота.

Збільшення ударної міцності і еластичності крихких сополімерів може бути досягнуте шляхом їх поєднання з еластичними сополімерами.

До теплофізичних властивостей сополімерних матеріалів відносяться теплостійкість, теплове розширення і теплопровідність.

Величина теплостійкості визначає граничну температуру експлуатації матеріалу. Так, наприклад, теплостійкість поліметилметакрилату по Мартенсу рівна 60-80 °С, а по Віка – 105-115 °С. Введення неорганічних наповнювачів підвищує теплостійкість, введення пластифікаторів її знижує.

Теплове розширення характеризується величиною лінійного і об’ємного розширення.

Теплопровідність визначає здатність матеріалів передавати тепло і залежить від природи (таблиця 2.1) сополімерної матриці, природи і кількості наповнювача (пластифікатора). Так, наприклад, для поліметилметакрилату (ПММА) величина температуропровідності рівна 1,19 10 м /с. З підвищенням молекулярної маси полімерів температуропровідність зростає. Оскільки теплопровідність ПММА дуже низька, він є ізолятором. Це згубно позначається на фізіології порожнини рота.

Різноманіття вживаних у стомато­логії| полімерних матеріалів створює певні труднощі для створення|створіння| уніфікованої класифікації, оскільки|тому що| як класифікаційна| ознака можуть бути використані самі різні критерії.

Таблиця 2.1 - Порівняльна характеристика теплопровідності деяких стоматологічних матеріалів і тканин зуба

Теплопровідність Матеріал	Кал/с/см °С/см	Дж/с/см °С/см
Срібло	1,006	4,21
Золото	0,710	2,97
Компомер	0,0026	0,011
Фарфор	0,0025	0,010
Емаль зуба	0,0022	0,0092
Дентин зуба	0,0015	0,0063
Акрилова пластмаса	0,0005	0,0021