口腔高分子材料和石膏模型材料的固化實驗

口腔高分子材料和石膏模型材料的固化實驗福建醫(yī)科大學口腔醫(yī)學院課程實驗報告實驗課程：口腔材料學實驗名稱：口腔高分子材料和石膏模型材料的固化實驗實驗地點：口腔醫(yī)學院技工室學生姓名：學號：指導教師:

實驗時間：2015年5月26日【目的和要求】熟悉自凝基托樹脂、和石膏模型材料在固化過程中所產(chǎn)生的一些物理化學變化，如固化放熱、固化時間和固化形態(tài)等。掌握上述變化對材料性能的影響以及與臨床操作方法的關(guān)系，為正確使用這些材料打下基礎?！緦嶒瀮?nèi)容】自凝基托樹脂的固化實驗。石膏模型材料的凝固實驗。【實驗用品】l=J實驗器械調(diào)拌刀、一次性紙杯、小架盤藥物天平、溫度計2個、鋁箔紙、塑糊膠片、有孔大塑料圈（內(nèi)徑40mm.hl5mm，側(cè)面中部開一個可插入溫度計的小孔）、無孔大塑料圈（內(nèi)徑40mm.h15mm）、玻璃板、塑料勺、量筒（1破）、玻璃吸管、木墊塊（f40mm.b20mm.h8nun）、石膏調(diào)拌刀、橡皮碗、量筒l=J（25ml）、不銹鋼盤。實驗材料自凝牙托粉、自凝牙托水、熟石膏、超硬石膏、自來水、凡士林?！緦嶒炘怼?.自凝牙托粉與自凝牙托水按比例調(diào)和后，牙托粉即在牙托水中溶脹和溶解，同時牙托粉中的BPO（引發(fā)劑）與牙托水中的DMT（促進劑）在室溫下反應，生成自由基，引發(fā)MMA進行聚合反應（參見第二章），故可達到在室溫下快速固化制備義齒基托的目的。l=jLeej聚合反應是放熱反應，產(chǎn)生的熱量加速了尚未固化的MMAl=jLeej2.石膏粉和水按比例調(diào)和后，發(fā)生凝固放熱反應，所以石膏凝固時溫度明顯升高。材料從開始調(diào)和起，15分鐘左右達到初凝，l小時左右基本凝固，由糊狀變成硬質(zhì)固體，24小時完全凝固，強度很高?！痉椒ê筒襟E】1.自凝慕托樹脂的固化實驗將自凝基托材料的粉劑和液劑按2：1準確取量（每個試樣取量189粉

劑和9ml液劑)后，先把牙托水放入調(diào)拌瓷杯中，再加入牙托粉，用調(diào)拌刀沿杯壁快速混合均勻，用塑料膠片加蓋靜置，以進行(1)(2)項實驗。I=jLeej(1)固化放熱的測定：將有孔大塑料圈的下端磨平，并放在覆有一層塑料膠片的玻璃板上，把包上一層鋁箔紙的溫度計經(jīng)側(cè)面的小孔插至塑料圈中央，溫度計頭部應在塑料圈中心部位，溫度計的另一端用木墊塊墊成水平狀。然后迅速把調(diào)和均勻的已呈糊狀后期的自凝基托材料充滿塑料圈，同時把玻璃板稍加振動，以盡量除去氣泡，表面用調(diào)拌刀壓平，再覆蓋一層塑料膠片。從材料剛調(diào)和開始，每1-3I=jLeejin(2)固化形態(tài)的觀察和固化時間的測定：在(l)項實驗的兩個固化放熱的測定試樣上(從材料開始調(diào)和就同步進行本項實驗)，一邊觀察溫度，一邊用調(diào)拌刀試探試樣表層材料(不能攪動中、下層材料，以避免散熱的影響)，仔細觀察聚合過程中各期的外觀現(xiàn)象及其出現(xiàn)時間，認真分析最佳臨床操作期和最高放熱溫度時的現(xiàn)象，寫出自己的結(jié)論。在觀察固化形

態(tài)的過程中，注意觀察材料的固化時間，從調(diào)和開始到調(diào)拌刀用4N力壓下時不出現(xiàn)壓痕的時間即為固化時間（固化前期每隔3分鐘，固化后期每隔30秒壓一次）。in2.石膏模型材料的凝固實驗（1）凝固形態(tài)觀察和凝同時間及凝固放熱的測l=J|三三|l=JIR定：熟石膏按混水率（W/P）0.5，即按粉水的質(zhì)量體積比2：1取量（每個試樣取30g粉和15ml水），把水和熟石膏粉順序放人橡皮碗中.用石膏調(diào)拌刀常速調(diào)和1分鐘，混合均勻后按自凝基托材料的固化放熱測定方法操作（使用有孔大塑料圈，下端磨平，涂上凡上林分離劑）。當溫度明顯上升時，應每1分鐘記錄一次溫度，測定各期凝固溫度、最高放熱溫度及其出現(xiàn)時間，同時進行凝固形態(tài)觀察和凝固時間測定。從粉水調(diào)和開始，至材料表面用調(diào)拌刀施加3N力時不出現(xiàn)壓痕的時間定為凝同時間（初凝后每隔30秒壓一次）。本實驗同法做2次，不觀察加熱下的變化情況。用超硬石膏按混水率l=J|三三|l=JIR（2）凝同時間的測定：將熟石膏模型材料按熟石膏凝固時間的條件和前述凝同時間測定方法（使用無孔大塑料圈，下端磨平，涂上凡士林分離劑），每組條件各重復操作三次，把三次凝固時間讀數(shù)的算術(shù)平均值作為實驗結(jié)果，保留小數(shù)點后第一位，并得出標準偏差。該項實驗只做窒溫下的測定，不進行固化放熱測定和固化形態(tài)觀察?！緦嶒灲Y(jié)果】1.自凝基托樹脂材料的固化形態(tài)觀察和固化時間及固化放熱測定：固化時間：8min固化時間：8min（室溫T22°C）、最高溫度：86°C固2.石膏模型材料的凝固形態(tài)觀察和凝固時間測定:化時間：19min（室溫T22°化時間：19min（室溫T22°C）回【討論分析】1.本實驗通過觀察自凝基托樹脂、熟石膏、超硬石膏的凝固形態(tài)，測定自凝基托樹脂的凝固時間、凝固放熱，熟石膏、超硬石膏的凝固時間來表明各自的固化特性。室溫下自凝基托樹脂達到可以操作的時間僅有3-5分鐘，影響這一時機拿的因素與自凝牙托粉和牙托水

I=Jl=J1=1l=J的比例，樹脂中BPO和叔胺的含量配比、阻聚劑多少以及環(huán)境溫度有關(guān)。自凝樹脂在聚合過程中伴隨反應熱的產(chǎn)生，產(chǎn)熱量除與塑料體積大小有關(guān)，還與促進劑和引發(fā)劑含量直接相關(guān)。促進劑含量高，反應熱也多，高反應熱加速聚合進行。反應熱還和環(huán)境溫度有關(guān)，環(huán)境溫度越高，反應熱越大，固化越快。I=Jl=J1=1l=J2.由于環(huán)境溫度的不一致，實驗測得的反應溫度變化情況與文獻資料涉及有出入，但總體趨勢保持一致。而不同廠家的牙托粉和牙托水所含的引發(fā)劑，阻聚劑，促進劑的含量有差別，凝固的時間有所不同，但差異不是很大。操作過程中沒有使用塑料片蓋住樹脂，導致單體揮發(fā)，反應物比例失調(diào)，固化時間縮短。而由于各種原因?qū)е碌姆磻怀浞侄紝⒅苯右鹆x齒基托樹脂的力學性能改變，如彎曲強度，彎曲模量，沖擊強度，斷裂韌性的改變。若是存在殘留單體，則殘留單體在基托中起增塑劑的作用，能降低強度，加劇氧化變色，還可能導致基托扭曲變形，同時對口腔組織有潛在刺激作用。同樣，熟石膏、超硬石膏也存在不同廠家提供的反應底物誤差，操作不當引起水粉比失當?shù)纫鸬哪虝r間縮短或延長。水粉比過大，凝固時間延長，膨脹率降低，硬度降低；水粉比過小，凝固時間縮短，膨脹率升高，硬度升高。石膏粉含生石膏多，凝固速度快；含無水石膏多，凝固緩慢甚至不凝固。石膏粉在存放運輸過程中受潮吸水造成部分凝固變性，一般會延長凝固時間，因此應該密封保存。操作者調(diào)拌時間越長，速度越快，凝固速度越快，但膨脹率變大，強度降低。水溫0~30°C時凝固速度隨水溫升高而加快；30~50C隨水溫升高無明顯變化，水溫50~80C隨水溫升高而變慢，80C以上，石膏不再凝固。添加促進劑劑（硫酸鉀，氯化鈉）增加強度，縮短凝固時間，添加緩凝劑（硼砂，枸櫞酸鉀）能延長凝固時間。3?自凝臨床應用時應遵守操作規(guī)程，否則會導致基托表面和內(nèi)部產(chǎn)生微小氣孔，影響力學性能，或?qū)е禄凶冃?。故要掌握好水粉比例，反應容器應加蓋，反應開始后切忌加單體，若要提高聚合速度可均勻加熱，切忌加熱不均勻致聚合不均勻?qū)е伦冃蔚?。操作時機把握很重要，過早容易帶入氣泡，過遲容易產(chǎn)生欠充缺陷。石膏臨床使用時應注意先加水后加粉，并在橡皮碗中沉淀30s減少氣泡混入。水粉比例應盡量準確。臨床以石膏粉浸入后沒有過多的水為準。但條件允許時應盡量用量筒和天平量取底物。調(diào)和后發(fā)現(xiàn)水粉比不

I=J合適，應棄之，忌加水或加粉調(diào)整以免結(jié)晶中心和反應時間數(shù)量不一致，形狀不均勻，強度下降。調(diào)和應調(diào)至光滑、均質(zhì)、無氣泡、流動良好的狀態(tài)，操作時間為1min。調(diào)拌時應將調(diào)拌刀和碗壁緊貼移動，避免敲打，低速均勻。如果有條件可用真空調(diào)拌機。I=J所以未來臨床材料的研發(fā)必將使材料祖墳比例更合適，調(diào)拌的機器也將更普及，人為誤差將得到減少，使最終材料形態(tài)性能等達到更好的要求。有關(guān)問題思考：1.根據(jù)本實驗，如何才能保證自凝基托材料固化后的較佳性能？（1） 凝固時要用塑料板蓋住，防止MMA揮發(fā)，使聚合充分，獲得良好力學性能。=J（2） 合適的粉液體比，最好根據(jù)廠家提供的數(shù)據(jù)，才能獲得最佳的力學性能。=J（3） 調(diào)拌均勻，速度穩(wěn)定平緩，使聚合充分，獲得良好力學性能。III（4） 控制環(huán)境溫度，控制冷卻速度，使聚合充分，獲得良好力學性能。III（5） 少量水接觸，提高膨脹，補償收縮，過量強度下降。（6） 固化后可放入60-70C水浴一段時間，提高聚合

度，減少單體殘留，有利于生物學性能和色澤穩(wěn)定。2.熱凝和自凝基托材料在粉液比和最佳臨床操作期及其出現(xiàn)時間方面有何不同？粉液比最佳臨床操作期出現(xiàn)時間熱凝基托材料粉液比最佳臨床操作期出現(xiàn)時間熱凝基托材料3：1（體積比）2：1（重量比）^面團期-15-20min自凝基托材料5：3（體積比）2：1（重量比）稀糊期3-5min回3.自凝基托材料和化學固化（1）聚合收縮：樹脂單體在聚合時會伴隨一定的體積收縮，這主要是由于樹脂單體轉(zhuǎn)化為高分子后占據(jù)的空間減少了。單體的聚合收縮與其本身的性質(zhì)有關(guān)，單體的相對分子質(zhì)量越大，聚合越均勻，聚合收縮越低。聚合收縮時材料內(nèi)部會產(chǎn)生內(nèi)應力，從而引發(fā)材料的微裂紋。

=1而化學固化復合樹脂一般采用Si02等無機填料，它不和單體發(fā)生溶解與聚合等作用，所以復合樹脂的固化狀態(tài)和自凝基托材料明顯不同。填料使分散在連續(xù)相中的顆粒尺寸較小且形狀多樣，界面更不規(guī)則。而隨著填料密度增高，單體聚合時受到的推擠越多，聚合反而更均勻，不易變形，產(chǎn)生裂縫。=1自凝基托材料熟石膏超硬石膏最高放熱溫度°C8630.230.4固化時間min81913比較實驗材料的最高放熱溫度和固化時間。操作義齒基托材料時，有的人手上出現(xiàn)皮疹，為什么？短時間接觸單體會引起刺激或灼傷，長時間可引起過敏毒素釋放造成皮膚過敏。醫(yī)務人員操作的時候應盡量少接觸單體和未固化調(diào)和物。接觸時，常規(guī)戴防滲手套。接觸過多立即用流動的溫水緩和沖洗污染處20分鐘以上。脫除污染的衣鞋及皮制品。確定污染的衣鞋及皮制品必須完全除污后才可再用或丟棄。探討熟石膏的凝固條件與凝固時間的關(guān)系。1=1熟石膏的質(zhì)量：在熟石膏制作中，若加熱脫水不足，則生石膏含量較多，凝固核心也較多，