Исследование вязкоупругих свойств акриловых базисных пластмасс под влиянием факторов внешней среды

В настоящее время является актуальным широкое использование съемных пластиночных протезов из акриловых пластмасс при лечении частичного или полного отсутствия зубов [1]. Однако до сих пор остаются недостаточно изученными вопросы об изменении физико-механических свойств базисных акриловых материалов под влиянием условий внешней среды, а также оценки качества съемных пластиночных протезов при увеличении их срока службы [3].

Материал и методы исследования

Чтобы получить представление об изменении прочностных свойств базисных пластмасс в зависимости от длительности и режима пользования нами был проведен сравнительный анализ вязкоупругих характеристик образцов базисных материалов, широко применяемых в ортопедической стоматологии. Пластмассы на акриловой основе: «СтомАкрил» (ТУ 939-009-40151387-99), «Пластмасса бесцветная» (ТУУ 24.4–00481318–033–2003) и «Паладон 65» ISO 1567 подвергались увлажнению и высушиванию по методике описанной ниже [4, 5].

Образцы для испытаний прошли все технологические стадии изготовления, что и базисы съемных пластиночных протезов. Использовались пластинчатые образцы прямоугольного сечения (60×20×1,5 мм) по 30 из каждого вида исследуемой пластмассы. Изготовление образцов проводилось в строгом соответствии с инструкциями фирм производителей по технологическому режиму – прессование в кювете под давлением с полимеризацией в воде. Высушивание материала проводилось в суховоздушном термостате при температуре 37±1ºС в течение 23±1 ч, увлажнение – путем погружения в дистиллированную воду (ГОСТ 6709) с температурой 37±1 ºС на 168±2 ч. Исследовались образцы при температуре окружающей среды 23±1 ºС и относительной влажности воздуха не менее 30% (ГОСТ Р 51889–2002).

Вязкоупругие параметры измерялись низкочастотным акустическим методом на частоте ν ≈ 1Гц, в интервале температур 250÷450 К. Система термостатирования позволяла поддерживать температуру образца с точностью 0,5 К. В процессе измерений были определены динамический модуль сдвига G и тангенс угла механических потерь tgδ. Погрешность в определении G не превышала 3%, а tgδ – 7%.

А.Д. Насонов, Е.А. Языкова, Л.Н. Тупикова и др. Исследование вязкоупругих свойств акриловых базисных пластмасс под влиянием факторов внешней среды

В результате изучения изменений вязкоупругих свойств образцов базисных акриловых материалов «СтомАкрил», «Пластмасса бесцветная», «Паладон 65» получены следующие данные.

Таблица 1

Изменение вязкоупругих свойств материала «СтомАкрил»

Таблица 2

Изменение вязкоупругих свойств материала «Пластмасса бесцветная»

Таблица 3

Изменение вязкоупругих свойств материала «Паладон 65»

Здесь T g – температура стеклования полимера, определенная по методике описанной ранее [2], T 1 и T 2 – температуры начала и конца процесса стеклования, Δ T= T 2 -T 1, tg δ m – величина пика тангенса угла механических потерь в области стеклования, G – динамический модуль сдвига в стеклообразном состоянии. Следует отметить, что значение модуля сдвига практически одинаково в образце №1 и №2 (табл. 1), что – свидетельствует об одинаковой устойчивости физико-механических свойств базисной пластмассы «СтомАкрил» к увлажнению и высушиванию. В то же время температура стеклования увлажненных образцов (367 ºК) ниже, чем высушенных (374 ºК), на 6º. Это означает, что теплостойкость базисной пластмассы «СтомАкрил» во влажном виде уменьшается.

Для «Пластмассы бесцветной» характерно следующее (табл. 2): при температуре стеклования в высушенных образцах (№3) пластмассы динамический модуль сдвига оставался доверительно больше (15%), чем в образцах, подвергшихся воздействию влаги (№4). Это говорит о том, что увлажнение съемных пластиночных протезов, изготовленных из данного вида пластмассы, приводит к снижению их физико-механических свойств на 15%.

Базисная пластмасса «Паладон 65» в сухом виде при температуре стеклования обладает более высокими физико-механическими свойствами, чем та же базисная пластмасса в увлажненном состоянии (на 4%), так как динамический модуль сдвига материала во влажном виде меньше (табл. 3). Более того, в увлажненном виде уменьшается и теплостойкость пластмассы «Паладон 65» на 8К, что будет влиять на рекомендации по пользованию ортопедическими конструкциями из данного вида базисного материала.

Из вышеизложенного следует:

• -    образцы материалов «СтомАкрил» и «Паладон 65» под воздействием влаги становятся менее теплостойкими, «Пластмасса бесцветная» при увлажнении теплостойкость не изменяется;

• -    при сравнении динамического модуля сдвига G всех исследованных образцов базисных пластмасс видим, что наибольший показатель этого параметра у «Пластмассы бесцветной» в высушенном виде (1,35 ГПа). В то же время у данного материала во влажном состоянии динамический модуль сдвига G минимальный (1,15 ГПа) и наиболее выражено уменьшение G (на 15%) под действием влаги;

• -    при влиянии влажной среды на материалы «Пластмасса бесцветная» и «Паладон 65» уменьшается динамический модуль сдвига в стеклообразном состоянии, поэтому хранение съемных пластиноч-

• ных протезов из этих базисных пластмасс в ночное время в воде будет ухудшать их физикомеханические свойства;

• -    переход из стеклообразного в высокоэластическое состояние у исследованных базисных материалов начинается при температурах от 359 до 374 К (или от 86 до 101 ºС), следовательно, при пользовании съемными пластиночными протезами из данных материалов не рекомендовано употребление чрезмерно горячей пищи и напитков, промывание под горячей водой и кипячение, так как это может привести к деформации ортопедической конструкции;

• -    съемные протезы, изготовленные из материалов «Пластмасса бесцветная», «Паладон 65» желательно хранить в ночное время в сухом виде, так как влага ухудшает их вязкоупругие свойства. Ортопедические конструкции из пластмассы «СтомАкрил» можно хранить в сухом или влажном виде, потому что данный материал показал устойчивость к влаге.

Выводы

• 1.    Физико-механические свойства съемных пластиночных зубных протезов из базисных акриловых пластмасс («СтомАкрил», «Пластмасса бесцветная», «Паладон 65») зависят как от условий пользования, так и от условий хранения. При увлажнении таких образцов как «Пластмасса бесцветная», «Паладон 65» снижаются вязкоупругие характеристики, базисная пластмасса «СтомАкрил» остается устойчивой к воздействию влаги.

• 2.    Съемные ортопедические конструкции, изготовленные из материалов «Пластмасса бесцветная», «Паладон 65» рекомендовано хранить в ночное время в сухом виде, а из «СтомАкрила» – в сухом или влажном виде. При пользовании съемными пластиночными протезами из данных материалов не рекомендовано употребление чрезмерно горячей пищи и напитков, промывание под горячей водой и кипячение, так как это может привести к деформации ортопедических конструкций.