Состав и свойства композиционных пломбировочных материалов

( оос 1 пенно термины "композиты", "композиционные ми и'риалы" были предложены R. L. Bowen с соавторами (I !•'/".?), под которыми они понимали комбинацию двух химически совершенно различных материалов с опреде­ленной поверхностью разделения между этими компо­нентами и имеющую свойства, которые не могут быть нос I игнуты при применении этих компонентов каждого в оI цельности. При этом подразумевалось, что неорга­нический "наполнитель" должен быть хорошо связан с о|ч .шической (акриловой) фазой для ее усиления и при­

I 'МИШИН >|

«»» -0-1 | |_0 -ОМА

fCO—• О

сутствовать в достаточно большом количестве, чтобы обеспечить прочность и твердость композиционного ма­териала. В современных работах под этими терминами подразумеваются все материалы, в которых неорганичес­кая фаза (наполнитель) специально вводится для улуч­шения свойств матрикса, — органической (акриловой) основы или фазы материала.

Основными составными компонентами (фазами) ком­позиционных материалов являются органический моно­мер и неорганические наполнители. Кроме того, в их со­став входят силаны, инициаторы полимеризации, стаби­лизаторы, красители и пигменты, существенно опреде­ляющие качество композитов.

Для изготовления композитов используются много­функциональные, чаще всего бифункциональные мета-крилаты, имеющие следующую структуру:

Упрощенно мономер представлен формулой:

НС О О СН₃

³I II II I

Н₂С = С - С - О - R -О - С - С = СН₂

МА - R - МА,

где МА — остаток эфира метакриловой кислоты, R — органическое промежуточное звено. В конце 50-х годов R. L. Bowen впервые синтезировал мономер из эпоксидной смолы и сложных эфиров метакриловой кис­лоты, получив в итоге продукт бисфенол-А-диглицидил-метакрилат ("BIS-GMA"), именуемый в литературе "Смола Бовена". При изготовлении современных компо­зитов наряду с "BIS-GMA" используются и другие моно­меры, как, например, уретандиметилакрилаты (UDMA), декандиолдиметакрилаты (DGMA) или триэтиленгли-

II. Неорганические наполнители (неорганическая фаза)

""I ч™'<>. кварц, фарфоровая мука, диоксид кремния, спеченный кремний

Размер частиц от 0,01 до 20-50 мк.

III. Инициаторы полимеризации

||И1 tliH'U |||'|Ч'М>С|.

(ИГ'') химическое отверждение

(tHIii'iitl.H- ИМИП1.1

»|1м<|к1|>1чпшш световое отверждение

I ' шт шшшмстиленаминоэтил голубой видимый свет

и. 1,н.|.||1|,и VLC - 400-500 нм

I it.iН мк гинггюр) Мах -470-480 нм

ни нмш подвергаются специальной обработке поверхно-i пю лыпнпими веществами типа диметилдихлорсила-нй (например, у-метакрилоксипропилсилан), обеспечи-Urtiniims хорошее сцепление с органической матрицей и йчниютих па прочность материала. В зависимости от йрлнчини неорганических частиц различают макро- и мтфофилированные наполнители, мининаполнители, а и шинеимости от способа приготовления — микронапол-ш'нные преполимеризаты. Размеры макрофилированных •мнит постигают от 2 до 30 мк, микрофилированных •ни ми! от 0,007 до 0,04 мк и мининаполнителей — от 0,Г» /ю |,!') мк.

II композиционных материалах химического отверж-линим i\.iK источник свободных радикалов, необходимых длн ею полимеризации, применяются третичные амины, Чшиети его дигидроксиэтил-р-толуидин. Чем ниже класс hiiMiin мл сериала, тем больше в его составе третичных ♦шпион »i о может придавать каталитической пасте ком­ки hi i.i слеповатый оттенок и запах прелых листьев. В мп ii'|iii;i.ji;ix химического отверждения реакция полиме-рн мпнп усиливается при повышении температуры, по-iiому первично она начинается у стенок кариозной по­лос! и, ;i усадка материала происходит в центре или на поверхности пломбы. В фотополимерных композитах иплимери 1лция начинается вместе первичного соприкос­новении луча света с поверхностью композиционного мшерпалл, поэтому усадка композита происходит на нропиюположной стороне. При неправильном направ­лении луча полимеризационной лампы это может при­нес i и к отрыву материала от стенок или дна кариозной

Полос I И

фотофрагментации с образованием активных радикалов, имеющих сродство к мономерам (рис. 1).

Во время этой реакции полимеризация может инги-бироваться кислородом,так как реактивность кислоро­да к радикалам выше, чем у мономеров. Вследствие эт~ го на поверхности композита, контактирующего с кис лородом, образуется слой недополимеризованного мат. риала ("слой, ингибированный кислородом"), толщин» которого зависит от глубины диффузии кислорода. Некоторые вещества, обладающие подобной активное* тью, могут также присоединяться к активным группам молекул мономера вместо кислорода, но при этом цепоч­ка образования полимера прерывается, поскольку к та­кой молекуле не присоединяются следующие молекулы мономеров. Следовательно, такие вещества ингибируют реакцию полимеризации композиционного материала. Подобными свойствами обладает эвгенол — вещество из группы фенолов; он более активно, чем бисфенол, со­единяется посредством кислорода с глицидилметакрила-том.

В качестве неорганического наполнителя использу­ются размельченные частицы бариевого стекла, кварца, фарфоровой муки, диоксида кремния и других веществ, существенно определяющих механическую прочность, консистенцию, рентгеноконтрастность, усадку и терми­ческое расширение композита. Неорганические напол-

Полимеризация

Радикалы

Энергия света

Инициатор полимеризации

Химический активатор

Рис. 1. Схема полимеризация композиционного материала свободными радикалами