Polymera material Flashcards
Vad är en polymer och hur är den uppbyggd?
En polymer är en kedja av flera sammankopplade monomerenheter. Naturliga/syntetiska polymerer. Naturliga polymerer uppdelade i organiska (t.ex. Cellulosa, amylos, nukleinsyra, naturgummi mm) och oorganiska (silikat, grafit) polymerer.
Även syntetiska polymerer delas in i organiska (t.ex. Polyeten (plastpåsar), akrylat (grunden för de allra flesta dentala polymerer) mm) och oorganiska (polysiloxan).
Fillerpartiklar/fibrer
ökar dimensionsstabilitet, materialet blir mer motståndskraftig mot deformeringar när den utsätts för värme/kyla jämfört med en ofylld polymer. Styvhet och sprödhet ökar. Fiberförstärkning kan ge en specifik hållfasthet beroende av belastningsriktning. Det innebär att fibrerna kan sättas i en speciell riktning för att kompensera för belastningsriktning. Ex: silisium, glasfiber, carbonfiber mm.
Inhibitorer
Hindrar för tidig/spontan härdning av material. Inhibitorer kan fånga upp fria radikaler som krävs för initiering av polymerisation och på så sätt styra polymerisationshastigheten.
Initiatorer
initierar additionsreaktion genom att bilda fria radikaler.
Aktivatorer
aktiverar initiatorer genom energitillförsel (värme, ljus).
Stabilisatorer
förhindrar eller försvårar degraderingen av polymeren. Utan stabilisatorer hade materialet åldrats/bryts ner mycket snabbare, till exempel till följd av UV-strålning och syre påverkan.
Färgämnen
Förbättrar estetik
Mjukgörare
gör materialet mjukare och mer formbar även efter polymerisationen.
Termoplaster
linjära eller grenade kedjor som binds samman av sekundära krafter (Van der Waals bindningar). Kedjorna är inte tvärbundna. Termoplaster kan mjukas upp vid uppvärmning till cirka 80-85 grader och formas om. Ex: PE, PET.
Härdplaster
korsbundna kedjor som blir permanent hårda efter polymerisation. Härdplaster kan i regel inte mjukas upp vid uppvärmning (kan få viss deformation i vissa härdplaster, bl.a. i proteser, vid uppvärmning, dock till en väldigt liten grad). Ex: epoxi, akrylat.
Primära krafter
är starka, hårda och spröda och till primära krafter hör:
- Metallbindningar
- Jonbindningar
- Kovalenta bindningar
Sekundära krafter
är svaga bindningar som ofta verkar mellan termoplasters molekylkedjor, Van der Waals bindningar har tre typer:
- Dispersionskraft: verkar mellan alla molekyler.
- Induktionskraft: verkar mellan en polär och en opolär molekyl.
- Dipolkraften: verkar mellan alla dipoler (H2O).
- vätebindningar
Omsättningsgrad
antalet omsatta monomerer, vanligen ca 97% i ljushärdande komposit. Restmonomerhalt ca 3%, gäller dental komposit. Restmonomerer ökar kedjeavståndet → minskar sekundärkrafterna → minskar de mekaniska egenskaperna + lättare för vatten att binda in.
Konversionsgrad
Det är antalet omsatta dubbelbindningar. T.ex. difunktionella så ena änden kan binda och andra inte. Maximal konversionsgrad är ca 70-75%. Detta påverkar sekundärkrafterna + monomererna som inte bundit båda sina dubbelbindningar är fortfarande reaktiva, fyllningen kan fortsätta härda.
Vatten påverkar polära polymerer som metylmetakrylat, framför allt på 2 olika sätt. Beskriv hur vatten kan påverka det härdade materialet och förklara också varför en dålig polymerisation gör att vatten kan påverka materialet ännu mer?
Svällning: Polymeren tar upp vatten, kan leda till att substanser urlakas pga ökat kedjeavstånd. Ca 2% av restmonomerer kan urlakas första veckan.
Hydrolys: genom vattenabsorption kommer vatten in i polymerstrukturen, nedbrytning katalyseras i sur eller basisk miljö vilket leder till nedbrytning av polymerkedjor genom att estergrupperna bryts ned. Därför räknas polymerer som innehåller estergrupper som “känsliga polymerer” exempelvis metakrylat.
Optimal polymerisation
ger förutsättningarna för ett tredimensionellt tvärbundet nätverk, där vi får långa kedjor med så många tvärbindningar som möjligt. Vi vill uppnå ett procenttal runt 70-75 %, vad gäller antalet omsatta dubbelbindningar i materialet.
Dålig polymerisation
påverkar i allra största grad materialet. Detta kan fås på grund av ogynnsam miljöer (exempelvis mycket närvaro av vatten). Ogynnsam vattennärvaro kan leda till en så kallad polymerkorrosion, vilket leder till degradering och erosion. Detta kännetecknas genom att korrosionen orsakar exempelvis kedjebrott, minskad molmassa, försämrade mekaniska och fysikaliska egenskaper.
Vad är en plast?
Ett material bestående av polymer med tillsatser där polymererna är huvudkomponenter.
(en polymer med filler)
Vad kännetecknar en härdplast? När ska man inte använda det?
Att den ofta saknar eller har begränsad Tg (glastemperatur)
Ej använda för mjuka bettskenor eller fluorskenor
Fyra olika sekundärkrafter
Induktionskraft, Vätebindningar, dispertionskraft, dipolkraft
Faktorer som påverkar kohesion (sammanhållning)
Kedjelängd
kemisk tvärbindning
Polaritet
Tätpackning
Vad är glastemperatur?
Den temperatur där material kan omformas
Också den temperatur där dess styvhet sjunker
Vad innebär relaxation?
Att molekylkedjorna omstruktureras när de utsätts för kraft (också under en viss tid)
Kondensationsreaktion
Syra och alkohol bildar ester och vatten
I metakrylbaserade material är det i kondensationsreaktionen monomererna i material bildas.
Vad innebär additionsreaktion?
Att monomerer kopplas samman till polymerer utan att restprodukt bildas
Vad kan starta en additionsreaktion?
Värme
Ljus
Kemisk påverkan
Mikrovågor
Vad är en fri radikal?
En molekyl med en oparad elektron
En molekyl med elektronunderskott
Vilken funktion har en inhibitor?
Tar upp fria radikaler
Styr polymerisationshastigheten initialt
Vad är syreinhibition?
När syre blockerar den fria radikalen
Vad är konversionsgrad?
Antalet omsatta reaktiva dubbelbindningar hos metakrylatmonomererna
Vad händer om du härdar ett polymert material (ex komposit) dåligt?
Materialet får ökad relaxation
Materialet får ökad vattenupptag
Det blir mindre sekundärkrafter
Materialet blir mer viskoelastiskt
Vad händer om du inte putsar bort syreinhiberande skiktet från en komposit?
Det kan bildas formaldehyd vid reaktion med vatten
Ytan blir mer känslig för slitage
Vad betyder att en monomer är difunktionell och copolymer?
Difunktionell - har två möjliga inbindningsställen
Copolymer - utgörs av två eller flera typer av monomerer
C-faktor
förhållande mellan fri och bunden yta.
negativ c-faktor är då det finns mer fri yta än bunden yta
hur påverkar du c-faktor
lägger komposit i lager.
