Главная страница

применение термопластических материалов в стоматологии. 616. 31 616. 314-089. 23 541. 6 Ббкя и. Д., Болдырева Р. И., Михайленко


Скачать 14,16 Mb.
Название616. 31 616. 314-089. 23 541. 6 Ббкя и. Д., Болдырева Р. И., Михайленко
Анкорприменение термопластических материалов в стоматологии.pdf
Дата18.04.2018
Размер14,16 Mb.
Формат файлаpdf
Имя файлаprimenenie_termoplasticheskikh_materialov_v_stomatologii.pdf
оригинальный pdf просмотр
ТипДокументы
#44105
страница3 из 8
Каталогulan8080

С этим файлом связано 88 файл(ов). Среди них: adgezivnye_sredstva_v_ortopedicheskoy_stomatologii.pdf, funktsionalnye_i_apparaturnye_metody_issledovania_v_ortopediches, primenenie_termoplasticheskikh_materialov_v_stomatologii.pdf, okklyuzionnye_shiny.pdf и ещё 78 файл(а).
Показать все связанные файлы
1   2   3   4   5   6   7   8
Водостойкость. Так как изготавливаемые из термопластов стоматологические конструкции длительное время находятся в полости рта во влажной среде, очень важными для нас показателями являются водостойкость и водопоглощение. Водостойкостью называется способность полимеров сохранять свои свойства при длительном воздействии воды. При
такте с полимером вода диффундирует через поверхность вглубь материала изделия, где происходит набухание полимеров (помогут поглощать воду без набухания. Поглощение воды иногда приводит к искажению формы изделия, падению его прочностных показателей и других свойств. Важно отметить, что структура и свойства полимерных материалов могут изменяться в результате экстракции водой водорастворимых ингредиентов (пластификаторов, стабилизаторов и др) Помимо водостойкости полимерные материалы характеризуются влагостойкостью — способностью сохранять свои свойства при длительном воздействии влажного воздуха. Пары воды, как и жидкая влага, могут вызывать набухание гидрофильных материалов в результате абсорбции. Однако чаще наблюдается накопление воды в поверхностном слое (адсорбция) В этом случае влага может проникать в микротрещины материала и способствовать его разрушен ю под действием ивающих
В большинстве случаев водостойкость характеризуется во- допоглощением — количеством воды, которое поглощает материал за 24 часа пребывания вводе при Чаще всего во- допоглощение выражают в процентах от массы образца. Процесс поглощения воды имеет диффузионный характер и зависит от отношения площади поверхности изделия к его объему. Поэтому в ряде случаев водопоглощение определяется по массе поглощенной воды, отнесенной к площади поверхности. Таким образом, водостойкость и полимеров зависят от природы полимера, его структуры, состава полимерной композиции, способа переработки, толщины и пористости изделия. Ударная вязкость — способность материала под действием растягивающих нагрузок вытягиваться. Этот вид деформации характеризуется тем, что исследуемый образец увеличивается по размерам в направлении приложенной силы и суживается в поперечном сечении. Кроме того, ударная вязкость полимеров — показатель, характеризующий сопротивление полимеров ударным нагрузками выражаемый работой, затрачиваемой на
Рушение при ударе. Обычно измерения ударной вязкости про при ударном изгибе образца в виде которая либо лежит на двух опорах, либо консольно закреплена.
27

Физико-химическая характеристика
термопластов
Глава
2.1. Полиамиды (нейлон) На сегодняшний день нейлоны относятся к числу наиболее распространенных полимеров. В году группа ученых под руководством доктора Волласа в фирме Du Pont разработала материал, состоящий из водорода, азота,
да и углерода. Ученые пытались найти материал, аналогичный по качественным характеристикам шелку. Открытие было сделано случайно. Разогрев смесь каменноугольной смолы, воды и этилового спирта, ученые обнаружили, что получилось нечто похожее на шелк, прозрачное и очень прочное. Его коммерческое использование началось в октябре года, а название этого полимера появилось в 1939 году на Всемирной ярмарке в Нью-Йорке —
(нейлон или «найлон») — по первым буквам названия города
В России и Европе нейлоны называют полиамидами, поскольку они содержат характерные амидные группы в своих основных цепочках. Эти амидные группы полярны, они могут образовывать друг с другом прочные водородные связи. Рассмотрим формулу полиамидов. О О Полиамиды представляют собой гетероцепные полимеры, содержащие в основной цепи макромолекулы — амидные группы. Полиамидами являются также белки и полипептиды,
рые резко отличаются от обычных полиамидов по структуре, физическими химическим свойствам, вследствие чего их выделяют в особые классы соединений. Полиамиды могут быть алифатическими или ароматическими в зависимости с какими радикалами связаны

Основную группу полиамидов составляют гомо- получаемые поликонденсацией из диамина иди- карбоновой кислоты. Смешанные полиамиды представляют собой сополимеры, получаемые сополиконденсацией, те. из двух или более диаминов с одной дикарбоновой кислотой. В зависимости от химического строения полиамиды могут быть линейными, разветвленными
Для обозначения химического состава алифатических полиамидов широко применяют следующие цифровые комбинации рядом со словом полиамид или нейлон, ставят одну или несколько цифр, обозначающих атомы углерода в исходных продуктах. Сополимеры обозначают комбинацией соответствующих чисел, например полиамид 6,6 (нейлон 6,6). Получение. Полиамиды могут быть получены поликонденсацией или полимеризацией. Поликонденсация, приводящая к образованию полиамидов, называется
Поликонденсацией получают полиамиды из со аминокар- боновых кислот или эфиров, а также из дикарбоновых кислот или их эфиров и диаминов. Поликонденсацию можно проводить в расплаве соединений или в растворе растворителя, инертного по отношению к мономерами образующемуся полимеру. Свойства. В настоящее время промышленность выпускает большое количество полиамидов (Полиамид 2,4; Полиамид 6; Полиамид 6,6; Полиамид 6,8; Полиамид Полиамид 7; Полиамид Полиамид 12; и т.д.). В медицине ив стоматологии в частности используются только нетоксичные полиамиды, но из каких именно полиамидов выпускаются материалы для зубного протезирования всегда остается коммерческой тайной. Поэтому этом разделе будет дана общая характеристика полиамидов. Алифатические полиамиды — чаще всего твердые кристаллические полимеры белого цвета без запаха, реже — аморфные, прозрачные стеклообразные вещества. Молекулярная масса составляет 15 000-25 000. Макромолекулы полиамидов в твердом состоянии обычно конфигурацию плоского зигзага. Благодаря наличию групп макромолекулы полиамида связаны между собой водородными связями, которые обусловливают относительно высокие температуры плавления кристаллического полиамида.
29
Рис. Полиамида) схематическое б) сферическое изображение Изображенный на рис. 5 полиамид, имеет название нейлон 6.6», поскольку каждое повторяющееся звено цепи полимера содержит два участка из атомов углерода из которых имеет по шесть углеродных атомов. Другие разновидности нейлонового ряда обладают различным количеством атомов углерода в этих участках. Физические свойства полиамидов Плотность при 20 г/
Температура плавления С Прочность- при растяжении

- сжатии
- изгибе
50-82,7 (500-827)
(460-1
(900-1 000) Модуль упругости- при растяжении

- изгибе
1,2-2,9 (12-29)
2,1-3,5 (21-35) Ударная вязкость или Относительное удлинение %
Водопоглощение за 24 часа %
0,2-2,6 В обычных растворителях (спирте, сложных эфирах, кетонах, алифатических и ароматических углеводородах) полиамиды нерастворимы. Они растворяются в концентрированной серной, уксусной и муравьиной кислотах, фторированных спиртах и фенолах. Высокая кристалличность полиамидов обусловливает хорошие физико-механические свойства. Прочность при растяжении, модуль упругости при растяжении и твердость возрастают с увеличением степени в то время как адсор­
влаги и ударная вязкость несколько уменьшаются.
30
При комнатной температуре полиамиды устойчивы к действию агентов. Вода абсолютно не гидролизует полиамид. При нагревании на воздухе происходит термоокис­
лительная деструкция, скорость которой резко возрастает под влиянием солнечного света. При нагревании в отсутствии кислорода полиамиды претерпевают термическую деструкцию, глубина которой зависит от его строения. Наименее термостойки и
Переработка и применение Полиамиды перерабатывают литьем, литьем под давлением, экструзией и прессованием. Детали из полиамидов можно сваривать тепловой сваркой и токами высокой частоты или склеивать растворами этого же полимера в многоатомных фенолах или муравьиной кислотой. Полиамид — это первый синтетический полимер, физические свойства которого превосходят свойства некоторых металлов. Он имеет невероятное сочетание свойств — высокую прочность, среднюю жесткость и устойчивость к высокой температуре, горючими смазочным веществами большинству химикатов. Применяют главным образом алифатические полиамиды в производстве синтетических волокон,
высокой прочностью, устойчивостью к истиранию, гниению, действию бактерий. Они применяются также для изготовления пленок, деталей машин — шестерен, подшипников, втулок, а в медицине в качестве искусственных структур организма человека (искусственные суставы, кровеносные сосуды и клапаны итак далее. Применяемые в стоматологии полиамидные материалы выпускаются под торговой маркой Нейлон, поэтому мы также будем использовать это название. Промышленный выпуск полиоксиметилена был организован впервые в США в

(полиформальдегид, полиметиленок- сид),
п, синтетический полимер, получаемый газофазной полимеризацией формальдегида Твердое вещество белого цвета. Молекулярная масса составляет от 10 ООО до 30 ООО. Полиоксиметилен не отличается высокой термической и химической стабильностью, но благодаря своей твердости, высокой температуре плавления и стойкости по отноше­
к органическим растворителям широко применяется для литьевого формования. Полученные изделия из полиоксиме- тилена отличаются большой жесткостью, усталостной прочностью, малой усадкой при низкой ползучестью, износо- и влагостойкостью, устойчивостью к щелочным растворителям.
Полиоксиметилен нестоек к действию минеральных лот. Устойчивость к действию щелочей определяется природой концевых групп в макромолекулах. Полиоксиметилен нетоксичен, горюч (сгорает практически без При температуре плавления скорость разложения полиоксиметилена навоз духе достигает в одну минуту и более. Поэтому перед переработкой пол и оксиме т иле н подвергают стабилизации, блокируя концевые группы ОН. Наибольший практический интерес представляет ацетилирование полиоксиметилена уксусным ангидридом в присутствии катализатора основного характера (например, пиридина, ацетата
Полиоксиметилен характеризуется высокой усталостной прочностью к динамическим знакопеременным нагрузкам (поэтому показателю превосходит другие термо­
пласты, в частности поликарбонат, хотя уступает ему по ности к однократным нагрузкам, стабильностью размеров и низкой ползучестью при повышенных температурах, сохранением достаточно высокой прочности и жесткости при температурах около С, высокой износостойкостью (уступает ко полиамидам, хорошими фрикционными свойствами. Получение. Существует три принципиально способа получения полиоксиметилена:
Анионовая или катионовая полимеризация безводного мономерного формальдегида.
2. Катионовая полимеризация с раскрытием цикла цикличных олигомеров формальдегида — триоксана или тетраоксана.
32

3. Полимеризация водных или спиртовых растворов формальдегида. Применение. Более 90% полиоксиметилена используют для замены цветных металлов и сплавов в автомобилестроении и других областях промышленности. Экономический эффект достигается благодаря тому, что для изделий из пластика не требуется многостадийная станочная обработка, которая необходима при обработке изделий из металла. Таким образом, несмотря на то, что стоимость полиоксиметилена значительно выше, чем цветных металлов, стоимость изделий из него значительно ниже. Кроме того, во многих случаях срок службы изделий из полиоксиметилена больше, т. конине коррозии. Из полиоксиметилена отливают зубчатые колеса, шестерни, пружины, рукоятки, корпуса приборов, детали переключателей, краны, масло- и бензопроводы, арматуру для водопроводов и т. д. Детали, изготовленные из полиоксиметилена при работе в условиях постоянной влажности, при повышенной температуре (до 100 Си переменных нагрузках, обладают ми эксплуатационными свойствами, чем детали из полиамидов, фенопластов и др. конструкционных пластмасс. Таблица. Физические свойства пол и оксиме т иле на Плотность при 20 С г Температура плавления
Прочность
- при растяжении
- сжатии
- изгибе
68-71
(1 300)
1 0 0 - 1 2 0 (1 000-1 200) Модуль упругости- при растяжении
- изгибе
2,9 (29)
3,5 (35) Ударная вязкость или
Относительное удлинение % за 24 часа %
0,2 Переработка. Полиоксиметилен перерабатывают на обыч­
литьевых машинах, а также на экструдерах. Контроль за расплавленного материала должен быть очень чтобы избежать перегрева и разложения полиоксиме-
33
тилена. Также нежелательно оставлять его в расплавленном состоянии более мин, т. к. может начаться разложение материала.
Полиоксиметилен быстро кристаллизуется, поэтому лить­
евые формы нагревают в зависимости от толщины и формы изделий до Газообразный формальдегид обладает очень резким запахом даже при минимальных неопасных концентрациях, поэтому при переработке полиоксиметилена машины оборудуют вытяжной вентиляцией, а изделия, вынутые из фор­
охлаждают в. Полипропилен Полипропилен получают из пропилена Это бесцветный полимер без характерного запаха и вкуса. Молекулярная масса промышленных марок 75 ООО
200 ООО. В году итальянский ученый Джек Натта определил молекулярную структуру полипропилена, открыв важный класс стереорегулярных полимеров. Он установил что, боковые метальные группы могут располагаться вцепи полипропилена случайным
Джек Натта назвал полимеры первого типа атактическими, а второго — тактическими, в данном специфическом случае —
(что значит на одной
В атактическом полипропилене беспорядочное расположение метальных групп препятствует кристаллизации, в результате получается мягкий, резиноподобный материал, который
34
легкорастворим в органических растворителях и размягчается при невысоких температурах. Данный материал используется для получения различных изделий методом экструзии, а также в качестве клея для пластмасс. В атактическом полипропилене метальные группы распо­
регулярно вдоль цепи. Вследствие этого, из атактичес- полипропилена получаются прочные жесткие термоплас­
ты с высокими температурами плавления и отличной устойчивостью к растворителям. Изотактический полипропилен — важный промышленный продукт. В настоящее время он широко используется для получения волокон и пленок, и как материал для литьевого и выдувного формования емкостей. Свойства. Изотактический полипропилен не растворяется даже в кипящем н-гептане. При повышенных температурах ограниченно растворим в ароматических и гидроароматических углеводородах. Полипропилен под действием сильных окислителей (концентрированные азотная и серная кислота, хромовая смесь) темнеет и разрушается, но вместе с этим устойчив к воздействию разбавленных и концентрированных растворов КОН и Вода даже при повышенных температурах не оказывает на полимер заметного влияния. Изделия из полипропилена можно кипятить и стерилизовать вплоть до 130
Полипропилен в тонких пленках практически прозрачен (пленки полипропилена прозрачнее пленок из
Механические свойства полипропилена определяются его структурой. Для полипропилена диаграмма напряжение — относительное удлинение имеет четко выраженный предел текучести, величина которого существенно зависит от степени стереорегулярности полимера. Для полипропилена характерна высокая стойкость к многократным он обладает сравнительно высокой ударной прочностью, которая возрастает с увеличением молекулярной массы, с понижением же температуры сопротивляемость ударной нагрузке Уменьшается. Изделия из полипропилена отличаются относительно хо износостойкостью, сравнимой с износостойкостью изделий из полиамидов. Стойкость к истиранию повышается с Увеличением молекулярной массы и мало зависит от содержа фракций полипропилена и других структур. Из-за неполярной структуры полипропилен имеет низкую адгезию, поэтому основной метод соединения деталей из него — сварка. Полипропилен является хорошим диэлектриком. Его электроизоляционные свойства практически не изменяются даже после длительной выдержки вводе, а диэлектрическая проницаемость почти не зависит от частоты поля и температуры. Термическая деструкция полипропилена при нагревании в отсутствии воздуха становится заметной при 300 С, те. значительно выше области температуры эксплуатации изделий. В основной цепи полипропилена каждый второй атом углерода — третичный, поэтому полимер легко окисляется, особенно выше 100
Окисление сопровождается снижением молекулярной массы, уменьшением предела текучести и относительного удлинения. После значительной деструкции полимер становится хрупким. Процесс термоокислительной деструкции является автокаталитическим, его скорость возрастает во времени. Продукты деструкции — в основном формальдегид, ацетальдегид, муравьиная и уксусная кислоты, вода и углекислый газ. Чистый полипропилен физиологически безвреден. В таблице представлены основные свойства полипропилена. Таблица. Физические свойства полипропилена Плотность при 20 С г Температура плавления С Прочность- при растяжении
- сжатии
- изгибе
25-40 (250-400)
35-70 (350-700)
(800-900) Модуль упругости- при растяжении
- изгибе
1,5-2,9 (15-29) Ударная вязкость или Относительное удлинение %
Водопоглощение за 24 часа %
0,5 Получение. В промышленности изотактический полипропилен получают путем полимеризации пропилена в растворе или массе (блоке) в присутствии комплексного катализатора.
36
Полимеризацию в растворе проводят по периодичной или непрерывной схеме в среде инертного растворителя, ноне менее распространен способ полимеризации пропилена в массе. Эта реакция осуществляется в среде жидкого мономера или конденсированной пропан-пропиленовой смеси. Полипропилен выпускается в виде бесцветных или окрашенных гранул. Переработка и применение. Примерно половину всего производимого полипропилена перерабатывают литьем под давлением при температуре Си давлении в форме 350—
420
Этим методом из полипропилена изготавливают детали машин, различную арматуру, бытовые контейнеры для хранения и перевозки сыпучих грузов и емкости для жидкостей. Методом экструзии из полипропилена получают около
30% пленки, трубы и профилированные изделия. Трубы из полипропилена рассчитаны на агрессивные жидкости. Промышленное производство пластмасс на основе метил- метакрилатов было начато в Германии и США в конце годов нашего века.
— аморфный прозрачный термопласт, имеющий важное промышленное значение. Его молекулярная масса может достигать не­
скольких
Свойства. Полиметилметакрилат растворяется в собственном мономере и других сложных эфирах, ароматических ига- углеводородах, кетонах, муравьиной и ледяной уксусной кислотах, образуя очень вязкие растворы. Он не Растворим вводе, спиртах, алифатических углеводородах и про эфирах. Устойчив к действию щелочей и кис Полиметилметакрилат физиологически безвреден и стоек биологическим средам.
37
получаемый радикальной полимеризацией в массе (так называемое органическое стекло, — бесцветный прозрачный полимер, обладающий высокой проницаемостью для лучей видимого и УФ-света, высокой ат- хорошими физико-механическим и электроизоляционными свойствами. При нагревании выше полиметилметакрилат размягчается, переходит в высокоэластичное состояние и легко формуется. Свыше 200
начинается заметная деполимеризация полиметилметакрилата, которая с достаточно высокой скоростью протекает при температурах свыше 300
В промышленности деполимеризацией из отходов полиметилметакрилата получают мономер. Стереорегулярные полиметилметакрилаты — кристаллизующиеся полимеры с более высокой плотностью и повышенной стойкостью к действию чем атактические. Кристалличность полиметилметакрилата дополнительно повышают термообработкой или набуханием полимера. Получение. В промышленности полиметилметакрилат получают преимущественно свободнорадикальной полимеризацией метилметакрилатов при умеренных температурах, инициаторами которых являются органические и неорганические перекиси и некоторые системы. Полимеризацию метилметакрилатов можно осуществлять в массе (блоке, суспензии, эмульсии или растворе. В промышленности наибольшее распространение получили блочный и суспензионный методы. При блочной полимеризации конфигурация полимеризационной формы предопределяет конфигурацию получаемого полиметилметакрилата. Суспензионную (бисерную) полимеризацию метилметакрилата осуществляют вводной среде в реакторах, снабженных лопастными или турбинными мешалками. Получаемый полимер имеет вид прозрачных шариков, размеры которых от до нескольких мм, что зависит от интенсивности перемешивания, природы и количества стабилизатора суспензии. Средняя молекулярная масса (80 000) суспензионного полиметилметакрилата ниже, чему блочного. Полученные продукты различаются по температурам размягчения и вязкостям расплава.
38
Таблица. Физические свойства полиметилметакрилата Плотность при 20 г Температура плавления С Прочность- при растяжении
- сжатии
- изгибе
55 (550)
(1 050-1
(1 100 -1 400) Модуль упругости- при растяжении
- изгибе
(25-38)
2,8-3,1 (28-31) Ударная вязкость или Относительное удлинение %
2
Водопоглщение за 24 часа % Применение и переработка В промышленности полиметилметакрилат поставляется главным образом в виде листового органического стекла, в качестве конструкционного материала, кроме того его применяют в лазерной технике. Суспензионный полиметилметакрилат, получаемый в порошка, предварительно гранулируется на экструзионных машинах. Гранулированный полиметилметакрилат перерабатывают прессованием, литьем под давлением или экструзией. Суспензионные полимеры используют в автомобильной промышленности (задние фонари, подфарники, световые отражатели, в приборостроении (линзы, призмы, шкалы, для изготовления изделий широкого потребления (посуда, пуговицы и другие) и канцелярских принадлежностей. Экструдированные из суспензионных полимеров и сополимеров листы используются изготовления светотехнических изделий (рассеивателей света светильников, вывесок. Суспензионный полиметилметакрилат с размером частиц мм или высушенный эмульсионный применяют для изготовления самоотверждающихся
Эти пластмассы используются в производстве зуб протезов, для изготовления штампов, литейных моделей, инструмента. Акриловые дисперсии и полимеры, полученные в раство­
используются как лаки для кузовов автомобилей, для отдел тканей, волокон, бумаги, кожи. В качестве клея для
вания органического стекла используют мономерно-полимер- ную смесь или растворы. За рубежом блочный полиметилметакрилат производится под названиями плексиглас (США, ФРГ, Франция, перспекс кларекс (Япония, леофлекс (Швейцария) и др суспензионный — люсайт (США, диакон (Великобритания, ведрил (Италия сополимер метилметакрилата с акрилонитрилом плексидур (ФРГ, имплекс (США.
1   2   3   4   5   6   7   8

перейти в каталог файлов
связь с админом