Лабораторно-практическое занятие № 3

 

 

Тема: Особенности химии полимеров.

Ингредиенты полимерных материалов.

 

Цель: Рассмотреть различные компоненты полимеров – наполнители,

пластификаторы, красители, стабилизаторы, их химическую основу.

 

 

Вопросы к занятию:

 

 

1. Ингредиенты полимерных материалов.

2. Наполнители, механизм их действия.

3. Классификация наполнителей.

4. Пластификаторы и стабилизаторы, их назначение.

5. Красители и пигменты.

6. Сшивающие агенты.

Для придания стоматологическим материалам на основе полимеров комплекса необходимых им физико-химических, механических, технологических свойств в их состав вводят различные компоненты (наполнители, пластификаторы, стабилизаторы, сшивагенты, красители, антимикробные агенты). Эти компоненты хорошо смешиваются в полимере с образованием однородных композиций и обеспечивают стоматологическим материалам постоянство свойств в процессе их эксплуатации и переработки.

 

I. Наполнители влияют на прочность, твердость, теплопроводность, стойкость к действию различных агрессивных факторов.

Наполнители

минеральные органические

 

порошкообразные волокнистые

 

Механизм взаимодействия полимера и наполнителя определяется их природой и характером поверхности наполнителя. Наибольший эффект достигается при возникновении между наполнителем и полимером химической связи. Для получения активных наполнителей на поверхность их наносят аппреты (различные органические соединения). Молекула аппрета содержит функциональные группы, которые имеют сродство или к наполнителю, или к полимерной матрице.

 

Схема аппретирования поверхности SiO₂

 

Si – CH = CH₂

/ / / / / / / / / / / / / /

Si поверхность наполнителя

Механизм аппретирования стеклянного наполнителя SiO₂ винилтриэтоксисиланом СН₂ = CH – Si (OC₂H₅)₃ заключается в том, что винильные группы образуют химическую связь с полимером, а этоксильные группы С₂Н₅ – О – - с поверхностью наполнителя.

Основные наполнители стоматологических композитов включают: SiO₂, кварц, бариевое стекло, силикат титана, оксиды и соли тяжелых металлов, полимерные частицы.

Пластификаторы применяют для повышения пластичности стоматологического полимера. Они облегчают диспергирование в полимере сыпучих компонентов, регулируют клейкость полимеров, снижают вязкость, уменьшают хрупкость. При взаимодействии полимера с пластификатором происходит набухание полимера. Повышение пластичности достигается за счет уменьшения сил межмолекулярного взаимодействия в полимере. В качестве пластификаторов выступают низкомолекулярные высококипящие жидкости (дибутилфталат, диоктилфталат).

При внутренней пластификации происходит изменение гибкости полимерной цепи за счет проведения сополимеризации и введения в состав полимерной цепи другого полимера.

 

Стабилизаторы применяют для защиты полимеров от старения. Стабилизаторы снижают скорость химических процессов, препятствуют изменению цвета полимера в течение срока службы.

Используют различные стабилизаторы:

а) светостабилизаторы – ингибиторы фотоокислительных процессов;

б) антиоксиданты – ингибиторы термоокислительных процессов;

в) антиозонанты – ингибиторы озонного старения.

Красители и пигменты используются для получения окрашенных полимерных материалов.

Сшивающие агенты используют для получения дополнительных поперечных связей между макромолекулами полимера. Сшивающие агенты подразделяются на 2 группы: вулканизирующие (для каучуков), отвердители (для пластиков).

Сшивающие агенты – отвердители применяются в производстве базисных полимерных пломбировочных материалов.

Так, в материалах для базисов протезов сшивка акриловых полимеров происходит за счет:

- диметакрилатэтиленгликоля:

 

CH₃ CH₃

| |

Н₂С = С – С – О – СН₂ – СН₂ – О – С – С = СН₂

|| ||

O O

 

- метилолметакриламида:

 

CH₃

|

Н₂С = С – С – О – NН – СН₂ОН

||

O

 

- аллилметакрилата:

 

CH₃

|

Н₂С = С – С – О – СН₂ – CH = CH₂

||

O

 

При использовании в качестве сшивагента аллилметакрилата образуются поперечные мостики между молекулами полимера:

 

CH₃ CH₃

| |

- R – CH₂ – C – R – R – R – R – CH₂ – C – R -

| |

C = O C = O

| |

O O

| |

CH₂ CH₃ CH₂

| | |

R – H₂C – CH–R–R–CH₂–C–R–CH₂–CH – R

|

C = O

|

O

|

 

CH₃

|

где R: - СН₂ – С –

|

C = O

|

O – CH₃