Вы здесь

Механические свойства сополимеров и методы их определения

Механические свойства сополимеров и методы их определения

Механические свойства сополимеров и сополимерных композиций, изучаемых в стоматологии, необходимо рассматривать с учетом воздействия различных факторов и природы самих материалов. К таким факторам относятся действия биологических сред, температурных перепадов, характер и многократность механических нагрузок и т. д. Природа самих материалов характеризуется их теплофизическими характеристиками, величиной адгезии к естественным тканям зуба, природой взаимодействия составляющих композиционных материалов и т. д. Большая часть используемых в стоматологии материалов отличается анизотропией (т. е. различием свойств в различных направлениях), обусловленной гетерогенностью их состава.

Существует большое число стандартных и еще большее число нестандартных методов и приборов для механических испытаний сополимерных материалов. Следует отметить, что стандартные методы часто не дают требуемой научной, особенно специфической, информации и в ряде случаев не коррелируются с поведением стоматологических материалов в реальных условиях их функционирования.

Основными методами механических испытаний сополимеров являются оценка ползучести; определение релаксационных напряжений и деформационно-прочностных свойств, изучение динамических механических свойств и теплофизических характеристик сополимеров.

При изучении сополимерных композиционных материалов особое внимание обращается на модули упругости наполненных материалов, коэффициенты их термического расширения, твердость, износ и др.

При изучении механических свойств стоматологических сополимерных композиций были разработаны специальные методы и приборы, позволяющие проводить изучение механических свойств сополимерных материалов в условиях, близких к реальным. Наряду с определением разрушений и деформационно-прочностных свойств сополимеров (о разрыва, а изгиба, модуля упругости, ударной прочности и др.) изучается зависимость модуля упругости от температуры, коэффициента поперечной деформации, величины сравнительной теплопроводности тканей зуба и сополимерных материалов, коэффициента линейного теплового расширения и температурных деформаций элементов системы зуб — пломба.



Кроме того, необходимо учитывать, что тип исследуемого стоматологического материала (базисный, пломбировочный и т. д.) накладывает специфические требования на методы изучения его механических свойств в модельных системах и условиях его функционирования. Так, при изучении механических свойств базисных материалов большее внимание обращается на релаксационные напряжения (зависимость напряжения или отношения напряжения к заданной деформации), деформационно-прочностные свойства и методы динамических механических испытаний. При исследовании механических свойств сополимерных пломбировочных композиций появляется необходимость изучения таких свойств, как твердость, износ и истирание, термические коэффициенты расширения и др. Введение в сополимерные композиции более жестких по своей структуре неорганических наполнителей приводит к увеличению модуля упругости пломбировочных материалов.

Величина адгезии между компонентами пломбировочных материалов мало влияет на величины модуля упругости композиций, однако в значительной степени определяет характер разрушения и прочность композиций. Кроме того, наполнители резко снижают удлинения при разрыве сополимеров.

Изучение деформации различных (со) полимерных материалов от температуры позволяет получить очень важную информацию об изменении механических характеристик сополимеров с изменением температуры. На рис.8 представлены подобные зависимости (носящие название термомеханических кривых) для чистого и пластифицированного полиметилакрилата.

Зависимость деформации от температуры при постоянной нагрузке для аморфного полимера типа ПММА

Из этих зависимостей можно определить очень важные температуры (Тс — температура стеклования и Тпл — температура плавления). При Т<Тс аморфные сополимеры (как ПММА) существуют в стеклообразном состоянии. В интервале температур от Тс до Тпл в высокоэластичном и при Т>Тпл в вязко-текучем состоянии.