MEDDAILY.INFO
медицинская энциклопедия
ГлавнаяКарта сайта Контакты
 

Полимерные цементы на водной основе: стеклополиалкенатные цементы

Изобретение стеклополиалкенатных цементов датируют 1969 г., а первая публикация об этом материале появилась в 1971 г. Стеклополиалкенатный цемент, или, как его назвали авторы, стеклоиономерный цемент, — гибридный материал, не только органический и минеральный, сочетающий в себе свойства стоматологических силикатных и цинк-поликарбоксилатных цементов. Стеклополиалкенатный цемент — цемент, твердеющий по кислотно-основному механизму, в результате образуется гидрогелевая соль в качестве связующей матрицы в структуре твёрдого цемента. Основание в этой системе — порошок кальций- алюмосиликатного стекла, содержащего фториды, причём варианты составов стёкол очень многообразны. В то же время можно перечислить основные компоненты стёкол для стеклополиалкенатного цемента, представленные в первоначальном составе цемента его создателями: оксид кремния, оксид алюминия и фтористый кальций.

От соотношения этих главных компонентов существенно изменяется качество полученного стекла: при высоком содержании оксида кремния (более 40%) стекло получается прозрачным, а при высоком содержании фторида кальция или алюминия — непрозрачным.


Оптимальным соотношением оксидов алюминия и кремния считают соотношение, равное 0,75:1, соответственно, чем больше оксида алюминия, тем более интенсивно будет разрушаться стекло, высвобождая ионы, связывающие поликислоту стеклополиалкенатного цемента. Именно это свойство стёкол новых цементов дало им название стеклоиономерных.

Принципиальное составляющее цемента — полиэлектролит, вещество, обладающее свойствами как электролита, так и полимера. Обычно к таким веществам относят водорастворимые полимеры. Полиэлектролиты, применяемые в стеклополиалкенатных цементах, относятся к классу полиалкеновых кислот, исходя из этого международный стандарт МС (ИСО) 9917 и стандарт России ГОСТ Р 51744-2001 рекомендуют использовать название для этого класса материалов «стеклополиалкенатные цементы».


Полимерные кислоты включают гомополимеры или сополимеры ненасыщенных моно-, ди- и трикарбоновых кислот, чаще всего полиакриловую кислоту. Из встречаемых в составах стеклополиалкенатных цементов поликислот можно также назвать полиитаконовую и полималеиновую кислоты. Поликислота может быть представлена в комплекте цемента в виде концентрированного водного раствора (от 40 до 50% концентрации) или содержаться в сухом виде в порошке цемента. В последнем случае цемент получают, смешивая порошок с водой или водным раствором винной кислоты.

Молекулярная масса полиакриловой кислоты и концентрация её в водном растворе также влияет на прочностные показатели стеклополиалкенатного цемента. Повышение молекулярной массы и концентрации поликислоты сокращают время твердения и повышают прочность цемента. Однако при этом повышается вязкость жидкости и пасты смешанного цемента, что ведёт к ухудшению его манипуляционных свойств. Следует также иметь в виду, что вода в жидкости цемента имеет значение для процесса его твердения и оказывает влияние на весь комплекс свойств стеклополиалкенатного цемента. Это не только реакционная среда процесса твердения, она играет роль в гидратации реакционных продуктов, полиалкенатных солей и силикагеля. Большое количество воды в системе приводит к ослаблению цемента и медленному твердению. Лучше уменьшить содержание воды, насколько позволяют манипуляционные свойства цементной массы.

Добавка винной кислоты в состав стеклополиалкенатного цемента позволила устранить существенный недостаток материала — медленное растянутое твердение. Кроме того, винная кислота препятствует нарастанию вязкости раствора полиэлектролита при его хранении.

При смешивании порошка и жидкости с образованием пасты поверхность стеклянных частиц подвергается действию полимерной кислоты. Кальцевые, алюминиевые, фторидные и другие ионы выщелачиваются в водную среду. Макромолекулы полиакриловой кислоты сшиваются этими ионами, прежде всего ионами кальция, с образованием твёрдой массы. В течение последующего времени (до 24 ч) формируется новая фаза, в которой ионы алюминия скрепляют цементную структуру, что приводит к повышению жёсткости и прочности цемента.
Фториды не участвуют в формировании структуры цемента, некоторые из них могут соединяться с кальцием или натрием с образованием соответствующих солей, равномерно распределённых в затвердевшем цементе.

Во время «созревания» цемента сохранившаяся в нём вода частично гидратирует непрореагировавшие частицы стеклянного порошка, образуя силикагель в виде оболочки, в которую заключаются остаточные частицы стекла. Таким образом, твёрдый цемент имеет характерную структуру, в которой содержатся распределённые в матрице из кальциевых и алюминиевых полимерных солей частицы непрореагировавшего порошка в оболочке из силикагеля.

Существенно повысить прочность и кислотостойкость стеклополиалкенатного цемента, а также осуществить более чёткий контроль процесса отвердения на практике удалось с введением стеклоиономерных цементов с добавлением полимеров, твердеющих по механизму радикальной полимеризации, чаще всего инициируемой световым облучением. Для этого в состав стеклополиалкенатного цемента были добавлены некоторые вещества с функциональными, способными к полимеризации группами, которые позволили осуществить дополнительный процесс отвердевания. Он помогал защитить цемент на ранних этапах кислотно-основной реакции твердения от влияния влаги и ускорить процесс образования твёрдого материала, в котором, как предполагается, без помех мог продолжаться процесс созревания стеклополиалкенатного цемента по его основному механизму твердения. В жидкости, входящей в комплект модифицированного стеклополиалкенатного цемента, обычно содержится вода, полиакриловая кислота, или кислота, некоторые карбоксильные группы в которой замещены метакрилатными или монометилметакрилатными радикалами, которые и включаются в реакцию полимеризации. Вначале при твердении этого материала происходит полимеризация этих групп, однако окончательный процесс созревания цемента происходит за счёт постепенной реакции кислотно-основного типа до достижения конечных прочностных свойств цемента.



Новые статьи

» Стронгилоидоз
Стронгилоидоз
Стронгилоидоз - хронически протекающий геогельминтоз с преимущественным поражением ЖКТ и общими аллергическими проявлениями. Основной источник заражения стронгилоидозом - больной человек. Некоторые... перейти
» Трихинеллез
Трихинеллез
Трихинеллез у человека - это острый зооноз с природной очаговостью, протекающий с лихорадкой, мышечными болями, отеком лица, кожными высыпаниями, высокой эозинофилией, а при тяжелом т... перейти
» Энтеробиоз
Энтеробиоз
Энтеробиоз - кишечный гельминтоз, вызываемый мелкой нематодой Enterobius vermicularis, со стертым и невыраженным течением, наиболее распространенный признак которого - перианальный зуд, возникающий на... перейти
» Аскаридоз
Аскаридоз
Аскаридоз - кишечный гельминтоз, вызываемый нематодой Ascaris lumbricoides, протекающий с поражением ЖКТ, интоксикацией, аллергическими реакциями. Аскаридоз - один из самых распространенных гельмин... перейти
» Альвеококкоз
Альвеококкоз
Альвеококкоз (Alveococcosis) - зоонозный биогельминтоз, вызываемый личиночной стадией цепней Echinococcus multilocularis, с хроническим прогрессирующим течением, развитием в печени и других органах мн... перейти
» Эхинококкоз
Эхинококкоз
Эхинококкоз (Echinococcosis) - зоонозный биогельминтоз, вызываемый личиночной стадией цепня Echinococcus granulosus, характеризуемый хроническим течением и развитием преимущественно в печени, реже в л... перейти