книги из ГПНТБ / Горовой Б.Я. Пломбировочные материалы на основе эпоксидных смол

- кг

^20 мм2

проникновения метиленового синего в глубь образцов мы не наблюдали.

полнителя и отвердителя на скорость отверждения дентоксида отражены на рис. 19, 20.

При температуре 22° отверждение эпоксидной компо­ зиции без наполнителя протекало в 3 раза медленнее, чем при температуре 37°. Полное отверждение поверхно­ стного слоя при температуре 22° (Н2о=21,5 кг/мм2 ) на­ ступало через 1 час 15 минут, а при температуре 37° (Н2 о=22,5 кг/мм2 )—через 25 минут. С наполнителем в последующем случае отверждение наступало несколько быстрее, чем без наполнителя. Следует подчеркнуть, что наполнитель повышал микротвердость (Нго = 26 кг/мм2 ) композиции.

Отвердитель АФ-2 ускорял процесс отверждения обо­ их материалов примерно в 2 раза по сравнению с ДЭТА, при этом температура также влияла на скорость отверж­ дения. Так, при температуре 22° композиция без напол­ нителя отверждалась приблизительно в 3 раза медлен­ нее (35 минут), чем при температуре 37° (13 минут), а с наполнителем в последующем случае отверждение насту­ пало еще быстрее — за 10 минут.

62

— кг

1'20 M M "

I

3

Рис. 20. Влияние температуры, наполнителя и отвердителя на ско­ рость отверждения материала (по показателям микротвердости, отвердитель АФ-2).

Обозначения те ж е , что на рнс. 20.

Т а б л и ц а 20

Скорость отверждения и средняя микротвердость эпоксидного материала при температуре 37° (без воздействия слюны)

Скорость

Исследуемый материал отверждения, H V ± P a минуты

ке 20 г на нндентор прибора ПМТ-3. Определялась на основе измерения 10 от­

J

21). Наибольшая микротвердость отмечена у композиций с кварцевым порошком (табл. 20).

Из данных табл. 20 видно, что микротвердость плом­ бировочных материалов па основе низко- и высокомоле­ кулярных смол примерно одинакова.

Термометрическое изучение материала на основе твердых смол с помощью термопар

Замеры показателей температуры производили с помо­ щью термопар в течение 2 минут, каждые 15 секунд, за­ тем в течение 7 минут через 30 секунд, спустя 7 минут, через 1 минуту (табл. 21, рис. 22).

По характеру кривой, представленной на рис. 22, и из габл. 21 видно, что так же как и для материала на осно­ ве жидкой смолы, температура внутри пломбы падала постепенно, через 9 минут она стала равной температуре полости рта и не понижалась.

64

V

s

Н

Исследование пломбировочного материала как системы (конструкции) зуб — пломба

Уже отмечалось, что в настоящее время не существует методов испытаний, которые позволили бы выявить спо­ собность пломбировочного материала к длительной

функции в условиях полости рта. Основным критерием надежности материала остается его изучение на больных в течение нескольких лет. Но такой подход к оценке свойств пломбировочных материалов не совсем рацио­ нален, так как «утверждать» свою жизненность тот или иной материал «должен» годы.

Вопрос о причинах, влияющих на длительность сохра­ нения пломб, освещен в литературе достаточно полно, но единой методики и специальной аппаратуры для ис­ следования физико-механических и теплофизических свойств пломбировочных материалов пока еще нет. По­ этому и правильные теоретические расчеты затрудни­ тельны.

Свойства материалов для приготовления пломб иссле­ дуют в основном на металлоиспытательном оборудовании, однако изучение механических свойств этих материалов (и особенно полимерных) без создания специального оборудования желаемых результатов не дает: машины и приборы, приспособленные к операциям с металлически­ ми образцами, искажают образцы пломбировочных ма­ териалов и, кроме того, создают в них вредные дополни­ тельные напряжения, а значит, искажают показания. Тем не менее исследователи вынуждены использовать имею­ щееся оборудование, а показания вносить в основу прак­ тического и теоретического изучения пломбировочных материалов.

Показатели, характеризующие микротвердость, проч­ ность и упругость того или иного материала, коэффици­ ент линейного теплового расширения, рассмотренные в отрыве одно от другого, характеризуют определенный комплекс качеств материала, но не могут служить объ­ ективной оценкой материала в целом.

Основой радикального решения проблемы изучения пломбировочных материалов для использования их в сто­ матологической практике может быть лишь правильно сформулированная методика системного исследования. Направленная на выяснение условий возможности су­ ществования конструкции зуб — пломба, эта методика, а также применение специального оборудования помогут стоматологам ответить на еще нерешенные вопросы.

Конструкция зуб — пломба функционирует в условиях объемного напряженного состояния. Для определения напряжений, возникающих в конструкции, необходимо знать a L коэффициент линейного термического расши-

66

рения, Е (модуль упругости) и ц. (коэффициент Пуас­ сона).

Для некоторых пломбировочных материалов эти вели­ чины зависят от температурно-временного режима. Не­ обходимо также знать критические значения влажности, температуры и функциональных силовых нагрузок.

Зная эти величины и характер их изменения под дей­ ствием среды (с учетом старения), можно найти общее решение задачи .на объемное напряженное состояние, а затем и рассчитать конструкцию зуб — пломба.

Основной теплофизической характеристикой в функ­ циональной особенности конструкции зуб — пломба при­ нято считать коэффициент линейного термического рас­ ширения (КТР). Известно, что чем ближе друг к другу значения КТР пломбировочного материала и КТР ткани зуба, тем лучше функциональные свойства пломбы.

Однако качество пломбировочного материала опреде­ ляет не только величина КТР, но и модуль упругости; напряжения, возникающие при изометрическом нагреве, являются также функцией температуры и упругих свойств материала.

Q = / ( Д Г , а', ЕТ).

Для случая линейного напряженного состояния:

Следовательно, судить о качестве пломбировочного материала можно лишь в тех случаях, когда известны не только КТР, .но и температурный модуль упругости, а также структура зубной ткани и такой важный теплофизический показатель, как коэффициент теплопроводно­ сти, определяющий скорость прогрева пломбы и зубной ткани. Величина этого показателя определяет значение градиента температур, существенно влияющего на раз­ рушение поверхности пломбы.

Изложенное выше дает основание расширить методику и предложить специальные приборы для более глубоко­ го исследования и подбора пломбировочных материалов.

На кафедре сопротивления материалов Ленинградско­ го института текстильной и легкой промышленности име­ ни С. М. Кирова, возглавляемой проф. П. В. Мелентьевым, совместно со стоматологами и химиками были соз-

даны приборы и разработана методика для исследова­ ния пломбировочных материалов, основой для которых служат различные пластмассы.

Для определения КТР пломбировочных материалов предлагается дилатометр ПКТР-5. Прибор снабжен электроконтактной системой замера деформации (с точ­ ностью до 2,5 мк). Нагрузка от измерительного устрой­ ства составляет менее 1 г. Скорость нагрева и охлажде­ ния образца задается с помощью специального автома­ тического устройства. Температуру образца (с точностью до 0,1°) измеряет термопара.

Образцы для исследования изготавливаются мини­ мальных размеров: диаметр образцов ткани зуба равен 4 мм, а длина— 10 мм. Приготавливая образцы, необхо­ димо приближенно моделировать условия клиники. По полученным данным строят графические зависимости, а затем определяют осредненное значение КТР. Отдель­ ные значения коэффициента линейного термического расширения (а) определяют по формуле:

где l\, h — длина образца при температуре 7"i и Т2.

Для определения начального температурного модуля упругости при сжатии используют термотвердомер, по­ зволяющий испытывать пломбировочные материалы на твердость и на сжатие. Максимальная нагрузка на обра­ зец составляет 50 кг. Создается она с помощью рычаж­ ной системы.

Необходимую температуру опыта обеспечивают термо­ камеры. Температура образца фиксируется с помощью термопары.

Результаты измерений обрабатывают по формуле:

где э — эластическое число; t — время.

68

В результате обработки экспериментальных данных были построены диаграммы и определены осредненные значения £Vj.

Поперечную деформацию (АЬ) определяют на этой же установке с помощью электроконтактного тензометра системы Мелентьева.

По значениям поперечной и продольной деформации коэффициент Пуассона (|х) определяют по формуле:

где E i и ^ — относительная продольная и поперечная деформация.

Что касается зазора Д между зубной тканью и плом­ бой (при отсутствии адгезии и без учета теплопроводно­ сти), то он определяется по формулам:

Д = Д L — Д 1Х; A/j = а-А 770;

Д = _ ^ Д 7 > 2 - а ] ) ,

где d — диаметр пломбы или ее наибольший размер в поперечном сечении; а\ и аг — коэффициенты линейного термического расширения ткани зуба и пломбировочно­ го материала; Ы\ и Д/2 — деформация ткани зуба' и пломбировочного материала при изменении темпера­ туры.

Т а б л и ц а 22

Коэффициент теплового расширения и начальный модуль упругости некоторых пломбировочных материалов

В табл. 22 приведены значения коэффициента теплово­ го расширения и начального модуля упругости некото­ рых пломбировочных материалов, высчитанные Е.Н.Пет­ ровым (1970) с помощью приборов, описанных выше.

69