Классификация и основные свойства композитных материалов

Композитными называют материалы, состоящие из нескольких компонентов. Композитные материалы, используемые в стоматологии, отличаются от подобных материалов, применяемых в других областях.

В стоматологии композитными называют синтетические пломбировочные материалы цвета естественных зубов, которые после внесения в полость затвердевают вследствие химической реакции или под воздействием света. что такое полимерные композитные материалы

Современные стоматологические композитные материалы имеют три основных компонента: органическую матрицу, дисперсную фазу (наполнитель) и связывающую фазу (силаны, сополимеры).

Композитная матрица в незатвердевшем состоянии состоит из мономеров, инициаторов, стабилизаторов, красителей, пигментов и других добавок.

Из мономеров чаще используют многофункциональные метакрилаты с упрощенной формулой MA-R-MA.

Промежуточным звеном R являются алифатичные цепи, уретанпреполимеры, ароматические кольца и полиэфиры.

МА - это остаточные сложные эфиры метакриловой кислоты. Молекулы композитной матрицы обладают высокой скоростью реакции, хорошими физическими свойствами, относительной цветостабильностью и небольшим токсическим действием. Они менее токсичны, чем чистые метакрилаты, не имеют запаха и вкуса. Центральная молекула R влияет на механические свойства, водопоглощаемость, усадку, степень полимеризации, вязкость.

Инициаторы - это компоненты матрицы, которые посредством активации (химическими и физическими активаторами) распадаются на энергоемкие молекулы - радикалы, вступающие в реакцию с двойными связями мономера. Активность вступления инициаторов в реакцию является решающим фактором, определяющим степень полимеризации материала.

Стабилизаторы или ингибиторы - это стериновые фенолы. Они препятствуют преждевременной полимеризации, увеличивая продолжительность хранения пломбировочных материалов.

С целью создания разноокрашенных материалов в них добавляют органические и неорганические пигменты, чаще всего это разные окиси железа.

К другим добавкам относятся пластификаторы, светозащитные средства, оптические прояснители.

Смолистая матрица имеет низкую вязкость и хорошую текучесть. С целью улучшения механических и физических свойств смолистой матрицы в неё добавляют неорганические наполнители, которые повышают устойчивость к давлению, модуль эластичности и износостойкость материала. Одновременно необходимо уменьшать полимеризационную усадку, коэффициент линейного термического расширения и водопоглощаемость.

В качестве неорганических наполнителей применяют кварц, керамику и двуокись кремния.

В основу принятой в настоящее время классификации композитных материалов взяты величина применяемых частиц наполнителя и вид полимеризации.

По виду полимеризации различают:

САМООТВЕРЖДАЕМЫЕ (или самополимеризующиеся) композитные материалы. Они состоят из двух паст - базиса и катализатора. Полимеризуются химическим путем при смешивании равных частей.

СВЕТООТВЕРЖДАЕМЫЕ (или светополимеризующиеся) композитные материалы составляют основную группу материалов, используемых при реставрации зубов. Они содержат в качестве инициатора полимеризации светочувствительное вещество камфорохинон, вступая в реакцию с алифатичным амином они образуют комплекс, распадающийся с образованием реактивных свободных радикалов, инициирующих процесс полимеризации.

Интенсивное расщепление камфорохинона наступает под воздействием галогенового света с длиной волны 420-500 нм.

Скорость полимеризации зависит от количества инициатора, интенсивности светового пучка. Степень и глубина полимеризации в определенной степени зависит от цвета композита - у светлых оттенков материала эти показатели выше.

По величине применяемых частиц наполнителя композитные материалы классифицируют следующим образом:

Обычные композиты с макронаполнителями из кварца, стекла или керамики (МАКРОФИЛЫ). Величина частиц наполнителя колеблется от 0,1 до 100 мкм. Средняя величина частиц составляет 1,5-5 мкм. Этот размер превышает длину световых волн, и они различимы человеческим глазом.

Такие частицы постоянно выпадают из матрицы; вот почему они не нуждаются в полировке, так как после полирования поверхность снова становится шероховатой. Поэтому макрофилы обладают низкой стойкостью к истиранию, у них плохая цветовая стабильность. Примером могут служить Concise, Adaptic, Комполайт.

Композитные материалы с микронаполнителями (МИКРОФИЛЫ) содержат наполнители с размером частиц менее 1 мкм. В свою очередь, Различают однородные композиты с микронаполнителями, величина частиц 0.01 - 0,04 мкм и неоднородные композиты с микронаполнителями с осколко- и шаровидными наполнителями (100-200 мкм).

В однородных микрофилах все частицы имеют шаровидную форму. Композитные материалы с микронаполнителями прекрасно полируются и устойчивый поверхностный блеск.

Диаметр их частиц меньше, чем длина волн видимого пучка света, поэтому при выпадении наполнителя с поверхностного споя шероховатость незаметна. Микрофилы более устойчивы к истиранию, чей макрофилы. К недостаткам микрофильных композитов относят их большую водопоглощаемость, нерентгеноконтрастность, более низкие физические свойства, чем у материалов с макронаполнителями. Эго, прежде всего, большая полимеризационная усадка, меньшие значения прочности на изгиб, твердости по Викерсу и более низкий модуль эластичности, по сравнению с обычными композитами (макрофилами).