Апрет для модифікованих полімерних матеріалів

Для того, щоб модифікований полімерний матеріал мав прийнятні|допустимі| механічні властивості, вкрай|надто| важливо|поважно|, щоб|аби| наповнювач і полімерна матриця були міцно зв’язані один з|із| одним. Якщо цей зв’язок порушується, напруження|напруження|, що виникає при навантаженні, не розподіляється рівномірно по всьому об’єму матеріалу; поверхня розділу фаз діє як первинне джерело руйнування, призводячи|призводити| до руйнування всього МПМ.

Надійне з’єднання|сполучення| досягається введенням|вступом| в полімер зв’язуючої речовини|єднальний|. В якості такої апретуючої речовини застосовують кремнійорганічні з’єднання –|сполучення| силани|. Одним з апретів, що найчастіше використовуються у склонаповнених| МПМ, є|з'являється| γ-метакрилоксипропілтриметоксилан| або γ-МПТС| скорочено, хімічна структура якого показана на рис. 3.4.

Дуже|надто| важливо|поважно|, щоб|аби| зв’язок між полімером і частинками|частками| наповнювача був міцним і довговічним. По-перше, за відсутності цього зв’язку, напруження|напруження| не передаватиметься від полімеру до скляного наповнювача і, внаслідок цього, його велика частина|частка| буде припадати|припадатиме| безпосередньо на полімерну матрицю. Це може призвести|призводити| до зайвої|надмірної| пластичної деформації, зношування і відколу| пломб. По-друге, недостатньо міцний зв’язок між полімером і частинками|частками| скляного наповнювача може призводити|призводити| до утворення тріщин. А оскільки полімери володіють невисокою стійкістю до тріщин|, це робить|чинить| МПМ в цілому|загалом| сприйнятливим до втомних руйнувань.

Рисунок 3.4 - Структура силанового апрету до і після активації кислотою

Проблема полягає в тому, що полімери гідрофобні|, а кварцеве скло гідрофільне| завдяки поверхневому|поверховому| шару гідроксиль|них| груп, зв’язаних зі склом. Тому у|біля| полімера немає природної спорідненості з|із| поверхнею кварцевого скла, необхідної для з’єднання|сполучення| з|із| ним (рис. 3.5 а). Вирішити цю проблему можна шляхом застосування|вживання| відповідного|придатного| зв’язуючого реагенту. Таким реагентом був вибраний кремнійорганічний апрет, тому що|бо| у нього є|наявний| кінцеві гідроксильні групи, які притягуються гідроксильними групами поверхні скла. На іншому кінці молекули апрету присутня метакрилатна| група, яка здатна|здібна| з’єднуватися зі|із| зв’язуючими мономерами|єднальний| за рахунок розкриття вуглецевого подвійного зв’язку (рис. 3.5 б).

а) б)

Рисунок 3.5 - З’єднання полімеру з кварцевим склом (а – схематичне представлення молекул мономеру (МА); б – схематичне представлення силанового апрета, який забезпечує зв’язок між метакрилатним полімером і гідроксильною поверхнею скла)

Реакція конденсації на межі|кордоні| між склом і кремнійорганічним апретом забезпечує ковалентний зв’язок силану| з|із| поверхнею скла (рис. 3.6).

Рисунок 3.6 - Нанесення і конденсація силану на поверхню кварцевого скла

Поліпшення|покращання| якості зв’язку між полімером і скляним наповнювачем забезпечило успішну розробку стійких до зношування пломбувальних МПМ, які тепер можна застосовувати як для передніх, так і для жувальних груп зубів.