Методические рекомендации для студентов (Пр.х)


 

 

Государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Волгоградский государственный медицинский университет»

Министерства здравоохранения Российской Федерации

 

 

 

 

 

МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

ПО ДИСЦИПЛИНЕ «ПРИКЛАДНАЯ ХИМИЯ В СТОМАТОЛОГИИ»

(для студентов)

I семестр

для специальности: 060201 – Стоматология

(очное отделение)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Волгоград, 2012

Составители:

 

д.х.н, профессор А.К. Брель

к.б.н., ассистент Т.А. Климентьева

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Лабораторно-практическое занятие № 1

 

 

Тема: Общая характеристика полимеров.

Классификация и методы получения полимеров.

 

 

Вопросы к занятию:

 

 

1. Полимеры, общая характеристика.

2. Классификация полимеров.

3. Методы получения полимеров:

реакции полимеризации;

реакции сополимеризации;

реакции поликонденсации.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Полимеры представляют собой такую разновидность ВМС, молекулы которых состоят из одинаковых групп атомов, мономерных звеньев. Представители полимеров – полиэтилен, винильные полимеры, каучуки.

 

Биополимеры – природные высокомолекулярные соединения, являющиеся структурной основой всех живых организмов. К биополимерам относятся белки, полисахариды, нуклеиновые кислоты и смешанные биополимеры – липопротеиды, гликопротеиды, липополисахариды.

 

Классификация полимеров

I. По происхождению:

1) природные – белки, нуклеиновые кислоты

H H

O R1 | O R3 |

|| | N || | N

�·�·�· �/ \ / \ / \ / \ / \ / \ / \�·�·�·

N || | N || |

| O R2 | O R4

2) синтетические, например, полиэтилен:

�- CH2CH2CH2CH2 �-

 

II. По природе:

1) неорганические, к ним относятся силикаты:

OH OH OH

| | |

�- SiOSiOSiO �-

| | |

OH OH OH

2) органические, например дивиниловый каучук:

�- CH2CH = CHCH2 �-

3) элементоорганические полимеры содержат, кроме связей С – S, С – О, С – N, химические связи С – Э, например, в силоксанах имеется связь CSi:

 

 

CH3 CH3

| |

�- Si – O – Si – O –

| |

CH3 CH3

 

Ш. По пространственной структуре макромолекул:

1) линейные полимеры (полиэтилен)

�- MMMM �-

 

2) разветвленные полимеры (крахмал, гликоген)

�- MMM MMM �-

\ MM /

/ \

�- MM M

/ \

MM MM �-

 

3) сетчатые (сшитые) полимеры (полидиметилсилоксан) – используются в стоматологии

| | | |

�- MMMM �-

| | | |

�- MMMM �-

| | | |

�- MMMM �-

| | | |

/ /

M M

/ / /

M M M

/ / / /

�- MM M M

| / / |

�- MM M

| / |

�- M – M

| |

4) лестничные полимеры (целлюлоза)

�- MMMM �- M �-

| | | | |

�- MMMMM �-

 

5) привитые сополимеры, в которых линейные молекулы одного полимера химически присоединены к линейным молекулам другого полимера.

 

IV. По назначению (в стоматологии):

1) основные, которые используются для изготовления зубных протезов:

эластичные полимеры, в том числе силиконовые, полиэфирные оттискные массы;

пластмассовые искусственные зубы;

полимеры для замещения дефектов твердых тканей зубов (пломбы, штифтовые зубы);

облицовочные полимеры;

полимеры вспомогательные (оттискные массы);

композиционные и фиксирующие материалы.

 

 

Методы получения полимеров и реакции, лежащие в их основе

 

1. Полимеризация.

2. Сополимеризация.

3. Поликонденсация.

 

Реакция полимеризации заключается в том, что идет синтез полимера из мономера без выделения низкомолекулярных побочных продуктов. В такие реакции вступают ненасыщенные углеводороды, карбоновые кислоты, эфиры карбоновых кислот. При взаимодействии таких мономеров друг с другом образуются полимеры, а двойная связь их переходит в одинарную.

1) H2C = CH2 + H2C = CH2 + H2C = CH2 �®

этилен

�® �- СH2 – CH2 – CH2 – CH2 – {CH2 – CH2} �-

элементарное звено

полиэтилен

 

2) CH2 = СНСН = CH2 + H2C = CHCH = CH2 �®

дивинил

�® �- CH2СН = СН �- CH2 �- {CH2СН = СНСН2} �-

элементарное звено

дивиниловый каучук

 

3) СН2 = СН – С6Н5 + Н2С = СН – С6Н5 �®

стирол элементарное звено

H H

| |

�® �- СН2 – С– CH2C �-

| |

C6H5 C6H5

полистирол

4) O O

|| ||

Н2С = СН – С + H2C = CHC �®

| |

OH OH

акриловая кислота

 

элементарное звено

�® �- СН2 – СН – СН2 – СН �-

| |

C=O C=O

|| ||

OH OH

полиакриловая кислота

5) CH3 O CH3 O

| || | ||

СН2 = С – С + CH2 = CC �®

| |

OH OH

метакриловая кислота

 

CH3 CH3

| |

�® �- СН2 – С – СН2 – С �-

| |

C = O C = O

| |

OH OH

элементарное звено

полиметакриловая кислота

6)  

O O

|| ||

СН2 = СН – С + СН2 = СН – С �®

| |

OC2H5 OC2H5

этилакрилат

элементарное звено

�® СН2 – СН – СН2 – СН �-

| |

C = O C = O

| |

OC2H5 OC2H5

полиэтилакрилат

7)

СН2 = СН + СН2 = СН �® �- СН2 – СН – СН2 – СН �-

| | | |

Cl Cl Cl Cl

винилхлорид поливинилхлорид

 

Реакции сополимеризации:

СН2 = СН + СН2 + СН – СН = СН2 ®

|

Cl

винилхлорид дивинил

 

® СН2 – СН – СН2 – СН = СН – СН2

|

Cl n

винилхлориддивиниловый полимер

 

Реакции поликонденсации:

Реакции поликонденсации заключаются в том, что идет синтез полимера из мономера с выделением низкомолекулярного побочного продукта (Н2О). В такие реакции вступают фенол и формальдегид, аминокислоты, моносахариды, нуклеотиды, кремниевая кислота.

O OH

1) || CH2OH HC CH

О + НС ® O + O ®

| HC CH

H CH

фенол формальдегид

ОН ОН

 

Н2О СН2

® О О

n

фенол-формальдегидная смола

O H O

|| | || H2O

2) R – CH – C + N – CH – C ®

| | | | |

NH2 OH H R’ OH

аминокислота аминокислота

 

® NH2 – CH – CO – NH – CH – COOH

| |

R’ R’

дипепдид

 

3)

СН2ОН CН2ОН

О O Н2О

ОН + OH ®

НО ОН НО ОН

ОН ОН

a-глюкоза

 

Сu2OH Cu2OH

® O O

ОН OH

O O O

OH OH

полисахарид

 

 

 

 

Лабораторно-практическое занятие № 1

 

Тема: Полимеры в стоматологии. Общая характеристика полимеров.

Классификация полимеров. Методы получения полимеров.

 

Цель: Изучить и провести некоторые реакции по получению полимеров.

 

Ход работы:

 

Опыт 1. Конденсация мочевины с формальдегидом. Получение полимера.

Выполнение опыта:

В пробирку поместите 2-3 лопатки мочевины так, чтобы высота слоя была 2-3 мм. Добавьте 3-4 капли 40%-го формалина, чтобы получился прозрачный раствор мочевины. Осторожно нагрейте. Реакция поликонденсации далее протекает экзотермически. Через несколько секунд содержимое пробирки мутнеет вследствие образования мочевино-формальдегидной смолы.

Схематически реакцию конденсации мочевины с формальдегидом можно представить таким образом, что молекула формальдегида соединяет аминогруппы соседних молекул мочевины, образуя между ними метиленовые мостики:

 

NH2CNH2 + O + NH2CNH2 ® H2O + NH2CN – {CH2} – NCNH2

| | | | | | | | | | | |

O CH2 O O H H O

мочевина формаль-

дегид

 

По такому же принципу процесс конденсации может идти дальше вплоть до образования высокополимерных мочевино-формальдегидных смол:

 

 

O O O

| | | | | |

CH2NCN – {CH2} – NCN – {CH2} – NCNCH2 — …

| | | | | |

H H H H H H

л ы + nH2O

метиленовые мостики

 

В результате поликонденсации образуются линейные полимеры, а при избытке формальдегида его молекулы могут реагировать с иминогруппами, и тогда линейные полимеры сшиваются между собой метиленовыми мостиками. Образуются пространственные структуры высокой прочности и идут на изготовление аминопластов.

 

Опыт 2. Деполимеризация полиметил-метакрилата.

Органическое стекло, или плексиглас, получается при полимеризации метилового эфира метакриловой кислоты в присутствии катализатора (перекись бензоила).

CH3 CH3

| |

nH2C = C ® CH2 – C

| ¬ |

C – OCH3 C – OCH3

| | | |

O O n

 

Выполнение опыта:

Небольшой кусочек органическое стекла положите в среднюю часть горизонтально расположенной пробирки. Осторожно нагрейте на пламени спиртовки. Стеклообразный полимер постепенно начинает плавиться, а затем в пробирке появляются пары. Слегка наклоните пробирку, чтобы жидкий мономер стекал в нижнюю, нагретую часть пробирки. Метилметакрилат распознают по характерному запаху.

Когда пробирка остынет, добавьте при встряхивании 2 к бромной воды. Что происходит с бромной водой? На что это указывает? Написать реакцию бромирования мономера.

 

Опыт 3. Кислотный гидролиз клетчатки (целлюлозы).

Выполнение опыта:

Поместите в пробирку кусочек фильтровальной бумаги, добавьте 3 капли концентрированной серной кислоты (осторожно) и размешайте стеклянной палочкой до полного растворения клетчатки.

В результате растворения должна получиться слабо окрашенная жидкость, которая при добавлении 5-6 капель воды становится бесцветной. Слегка нагреть. Добавить 8 капель 2н NaOH и 1 каплю 0,2н CuSo4. Нагреть верхнюю часть пробирки до кипения. Образуется желтый осадок Cu2О. Положительная проба Троммера указывает на появление глюкозы в результате гидролиза клетчатки.

 

Задания:

1) написать структурную формулу фрагмента молекулы клетчатки;

2) написать схему гидролиза клетчатки;

3) написать реакцию Троммера на глюкозу.

 

 

Вопросы для самостоятельной работы студентов

 

 

I. Написать реакции полимеризации для следующих веществ:

1) этилена;

2) пропена; 2-метилпропена;

3) изопрена;

4) хлоропрена;

5) стирола;

6) акриловой кислоты;

7) метилового эфира акриловой кислоты;

8) этилового эфира акриловой кислоты;

9) метакриловой кислоты;

10) винилхлорида.

 

II. Написать реакции сополимеризации для следующих веществ:

1) винилхлорида и дивинила;

2) акрилонитрила и винилхлорида;

3) метакриловой кислоты и изопрена;

4) этилакрилата и винилхлорида;

5) метилакрилата и акрилонитрила;

6) метилметакрилата и 2-ацетокси-1,3-бутадиена;

7) этилметакрилата и 2-ацетокси-1,3-бутадиена.

 

III. Написать реакции поликонденсации для следующих веществ:

1) фенола и формальдегида;

2) четырех молекул a-глюкозы;

3) b-Д(+) глюкуроновой кислоты и Nацетил b-Д(+) глюкозамина;

4) b-Д(+) идуроновой кислоты и Nацетил b-Д(+) галактозамин-4-сульфата;

5) b-Д(+) идуроновой кислоты и Nацетил b-Д(+) галактозамин-6-сульфата;

6) аденилового нуклеотида и уридин-5ў-монофосфата

7) д-ГМФ и д-ЦМФ; д-АМФ и д-ТМФ;

8) аланина и гистидина;

9) триптофана и аспарагиновой кислоты;

10) лизина и цистеина;

11) пролина и валина;

12) лейцина и глицина;

13) 2H4SiO4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Лабораторно-практическое занятие № 2

 

 

Тема: Свойства растворов ВМС. Определение молекулярной массы

поливинилового спирта вискозиметрическим методом.

 

Цель: Рассмотреть основные свойства полимеров – набухание и вязкость

ВМС.

 

 

Вопросы к занятию:

 

 

1. Свойства растворов ВМС.

2. Набухание и растворение ВМС.

3. Термодинамика процесса набухания.

4. Вязкость растворов ВМС. Коэффициент вязкости.

5. Абсолютная, удельная и приведенная вязкости растворов.

6. Определение молярной массы полимеров.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

К природным высокомолекулярным соединениям относятся полипрены, полисахариды (целлюлоза, крахмал, пектины), белки (альбумины, глобулины, гемоглобин, ферменты) и нуклеиновые кислоты (нуклеопротеиды).

Все ВМС являются нелетучими веществами, не имеющими определенных температур плавления. Растворимость ВМС зависит от состава и строения. Так, полярные макромолекулы, как белки, могут растворяться в воде или в водных растворах солей. Растворы всех ВМС обладают свойствами коллоидов, т.е. скорость диффузии растворенного вещества низка, и макромолекулы не проходят через полупроницаемые мембраны.

Свойства полимеров изменяются при добавлении низкомолекулярных соединений. При этом ослабляются межмолекулярные связи, и повышается пластичность полимера.

 

Набухание и растворение ВМС

Набухание – процесс проникновения растворителя в полимерное вещество, сопровождаемый увеличением объема и массы образца. Количественно набухание измеряется степенью набухания:

 

где mo – начальная масса;

�no – начальный объем образца полимера;

m – масса; �n — объем набухшего образца.

 

Степень набухания зависит от жесткости полимерных цепей. Жесткие полимеры (с большим числом поперечных связей) характеризуются низкой степенью набухания. Например, эбониты не набухают в бензоле; резины ограниченно набухают в бензине; желатин в горячей воде набухает неограниченно. Степень набухания зависит также от природы растворителя, рН, температуры, от присутствия электролитов.

 

Термодинамика процесса набухания

Набухание – самопроизвольный процесс и согласно 2-ому закону термодинамики.

�DGнаб. �< 0 = n (�mo �mп)

�DG – свободная энергия Гиббса;

n – количество воды, перешедшей в полимер;

�mo – химический потенциал чистой воды;

�mп – химический потенциал воды в полимере.

 

Этапы процесса набухания:

I – проникновение растворителя в полимер.

В результате сольватации �DНнаб. �< 0 (процесс экзотермический),

�DS = 0 и �DG �@ �D Ннаб. �< 0.

II – начальный этап распределения макромолекул по всему

объему растворителя, при этом: за счет разрыхления

полимерной сетки и частичного освобождения полимера.

�DS �> 0 �DH = 0 A �DG = — T �DS �< 0

III – завершающий этап образования гомогенного

раствора ВМС в результате распределения всех

макромолекул в растворителе. При этом �DS �> 0,

�DH = 0 и �DG�< 0.

�DGраствор = �DG1 + �DG2 + �DG3

Степень набухания ВМС уменьшается с увеличением жесткости кислот – катионов в ряду:

Сs+ �> Rb+ �> K+ �> Na+ �> Li2

жесткость воды возрастает, набухание подавляется

CNS �> J �> Br �> NO3 �> Cl �> H2O �> CH3COO �> F �> SO42-

жесткость основания возрастает, набухание уменьшается

Это – лиотропные ряды

 

Вязкость растворов ВМС

Вязкость – мера сопротивления среды движению и характеризуется коэффициентом вязкости �- �h �-.

Коэффициент вязкости �- �h �- является константой пропорциональности, характеризующей сопротивляе-мость системы деформации. Он определяется величиной силы трения (f), действующей между двумя слоями жидкости площадью (А) при градиенте скорости: d�u / dx или f = �h A d �u / dx в направлении х, перпендикулярном направлению течения. Таким образом (�h) выражает величину силы трения при А=1 и d�u / dx = 1. Единица абсолютной вязкости – пуаз, ее размерность [дин �Ч cм-2 �Ч сек] или [r �Ч cм-2 �Ч сек-1].

Абсолютная вязкость – есть сила, действующая на единицу площади 1 cм2 и заставляющая соседние слои скользить друг относительно друга при скорости 1 см/сек.

Абсолютная вязкость воды при 20 оС равна 0,010 пуаз или 1,0 сантипуаз. Величина, обратная абсолютной вязкости 1 / �h есть текучесть.

Например: эфир обладает высокой текучестью, низкой вязкостью. Глицерин – низкой текучестью, высокой вязкостью.

Если обозначить коэффициент вязкости растворителя через �hо, а коэффициент вязкости раствора ВМС – через �hр-р, то отношение этих величин:

 

 

 

будет равно отношению времен истечения t/to через капилляр и называется относительной вязкостью, которая пропорциональна абсолютной вязкости:

 

 

 

Удельная вязкость характеризует повышение внутреннего сопротивления ВМС:

 

 

 

Приведенная вязкость:

 

 

Приведенная вязкость лучше характеризует свойства растворов ВМС, чем относительная или удельная вязкость.

Приведенная вязкость раствора определенного полимера обычно определяется при различных концентрациях – с �-, которая дается в граммах на 100 мл.

Результаты выражаются графически в виде:

 

и кривая экстраполируется к с=0, и получаем характеристическую вязкость; выражается в г/мл или г/100 мл.

[�h] = lim �hуд. /с при с �® 0 или

[�h] = lim �hпр. при с �® 0

 

 

 

 

 

Лабораторно-практическое занятие № 2

 

 

Тема: Свойства растворов ВМС. Определение молекулярной массы

поливинилового спирта вискозиметрическим методом.

 

Цель:

1) Изучить основные свойства полимеров – набухание и вязкость полимеров.

2) Определить молекулярную массу ВМС при помощи вискозимерта.

 

 

Ход работы:

 

1.Укрепляют строго вертикально чистый, промытый
дистиллированной водой вискозиметр в термостате, где поддерживается
постоянная температура с точностью ±0,05°С.

2.    С помощью пипетки вносят в широкое колено вискозиметра 10 мл
дистиллированной воды и выдерживают в термостате в течение 10 мин.

 

Капиллярный вискозиметр по Оствальду.

1 — верхняя отметка

2 — нижняя отметка

 

 

 

 

3. С помощью резиновой груши растворитель засасывают из широкого нижнего колена в верхний шарик так, чтобы при заполнении его мениск поднялся выше метки 1.

4. Затем грушу снимают, и жидкость начинает переливаться в широкое колено. Как только уровень жидкости опуститься до верхней метки, включают секундомер, и измеряют время истечения воды, заключенной между верхней и нижней рисками вискозиметра. Измерения повторяют 2-3 раза.

5.    Вискозиметр вынимают из термостата и выливают воду.

6. Аналогично измеряют время истечения растворов поливинилового спирта с концентрациями, указанными в таблице. Измерения проводят, начиная с раствора самой малой концентрации. Перед измерениями вискозиметр ополаскивают тем раствором, вязкость которого определяют.

7. Определяют относительную вязкость растворов поливинилового спирта по формуле:

hотн. = , где

tIвремя истечения раствора спирта;

t0 время истечения воды;

diплотность раствора спирта;

d0плотность воды.

 

8. Рассчитывают приведенную вязкость растворов:

 

hприв. = hуд

 

9. Строят график зависимости hприв. от концентрации на миллиметровой
бумаге. Экстраполируют полученную прямую на С=0. Определяют значение
характеристической вязкости.

 

hприв.

 

 

 

 

¬ [h]

 

с

10. Результаты измерений заносят в таблицу:

С,г/100мл раствора

t, c

hотн.

hуд.

hприв.

0,125

 

 

 

 

0,25

 

 

 

 

0,5

 

 

 

 

0,75

 

 

 

 

1,00

 

 

 

 

11. Рассчитывают молекулярную массу по уравнению:

 

[h] = KMa или lgM =

Для поливинилового спирта

К = 5,9510-4

a = 0,63

 

Контрольные вопросы

 

 

1. Основные свойства полимеров – набухание и вязкость ВМС.

2. Термодинамика набухания. Этапы набухания (DH; DS; DG).

3. Понятие о лиотропных рядах.

4. Растворимость полимеров.

5. Вязкость. Абсолютная и относительная вязкости.

6. Приведенная и характеристическая вязкости. Расчет молекулярной массы полимеров.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Лабораторно-практическое занятие № 3

 

 

Тема: Особенности химии полимеров.

Ингредиенты полимерных материалов.

 

Цель: Рассмотреть различные компоненты полимеров – наполнители,

пластификаторы, красители, стабилизаторы, их химическую основу.

 

 

Вопросы к занятию:

 

 

1. Ингредиенты полимерных материалов.

2. Наполнители, механизм их действия.

3. Классификация наполнителей.

4. Пластификаторы и стабилизаторы, их назначение.

5. Красители и пигменты.

6. Сшивающие агенты.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Для придания стоматологическим материалам на основе полимеров комплекса необходимых им физико-химических, механических, технологических свойств в их состав вводят различные компоненты (наполнители, пластификаторы, стабилизаторы, сшивагенты, красители, антимикробные агенты). Эти компоненты хорошо смешиваются в полимере с образованием однородных композиций и обеспечивают стоматологическим материалам постоянство свойств в процессе их эксплуатации и переработки.

 

I. Наполнители влияют на прочность, твердость, теплопроводность, стойкость к действию различных агрессивных факторов.

Наполнители

минеральные органические

 

порошкообразные волокнистые

 

Механизм взаимодействия полимера и наполнителя определяется их природой и характером поверхности наполнителя. Наибольший эффект достигается при возникновении между наполнителем и полимером химической связи. Для получения активных наполнителей на поверхность их наносят аппреты (различные органические соединения). Молекула аппрета содержит функциональные группы, которые имеют сродство или к наполнителю, или к полимерной матрице.

 

Схема аппретирования поверхности SiO2

 

SiCH = CH2

/ / / / / / / / / / / / / /

Si поверхность наполнителя

 

Механизм аппретирования стеклянного наполнителя SiO2 винилтриэтоксисиланом СН2 = CHSi (OC2H5)3 заключается в том, что винильные группы образуют химическую связь с полимером, а этоксильные группы С2Н5 – О – — с поверхностью наполнителя.

Основные наполнители стоматологических композитов включают: SiO2, кварц, бариевое стекло, силикат титана, оксиды и соли тяжелых металлов, полимерные частицы.

 

Пластификаторы применяют для повышения пластичности стоматологического полимера. Они облегчают диспергирование в полимере сыпучих компонентов, регулируют клейкость полимеров, снижают вязкость, уменьшают хрупкость. При взаимодействии полимера с пластификатором происходит набухание полимера. Повышение пластичности достигается за счет уменьшения сил межмолекулярного взаимодействия в полимере. В качестве пластификаторов выступают низкомолекулярные высококипящие жидкости (дибутилфталат, диоктилфталат).

При внутренней пластификации происходит изменение гибкости полимерной цепи за счет проведения сополимеризации и введения в состав полимерной цепи другого полимера.

 

Стабилизаторы применяют для защиты полимеров от старения. Стабилизаторы снижают скорость химических процессов, препятствуют изменению цвета полимера в течение срока службы.

Используют различные стабилизаторы:

а) светостабилизаторы – ингибиторы фотоокислительных процессов;

б) антиоксиданты – ингибиторы термоокислительных процессов;

в) антиозонанты – ингибиторы озонного старения.

 

Красители и пигменты используются для получения окрашенных полимерных материалов.

Сшивающие агенты используют для получения дополнительных поперечных связей между макромолекулами полимера. Сшивающие агенты подразделяются на 2 группы: вулканизирующие (для каучуков), отвердители (для пластиков).

Сшивающие агенты – отвердители применяются в производстве базисных полимерных пломбировочных материалов.

Так, в материалах для базисов протезов сшивка акриловых полимеров происходит за счет:

— диметакрилатэтиленгликоля:

 

CH3 CH3

| |

Н2С = С – С – О – СН2 – СН2 – О – С – С = СН2

|| ||

O O

 

— метилолметакриламида:

 

CH3

|

Н2С = С – С – О – NН – СН2ОН

||

O

 

аллилметакрилата:

 

CH3

|

Н2С = С – С – О – СН2CH = CH2

||

O

 

При использовании в качестве сшивагента аллилметакрилата образуются поперечные мостики между молекулами полимера:

 

CH3 CH3

| |

R – CH2 – C – R – R – R – R – CH2 – C – R

| |

C = O C = O

| |

O O

| |

CH2 CH3 CH2

| | |

R – H2C – CH–R–R–CH2–C–R–CH2–CH – R

|

C = O

|

O

|

 

CH3

|

где R: СН2С

|

C = O

|

OCH3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Лабораторно-практическое занятие № 3

 

 

Тема: Особенности химии полимеров.

Ингредиенты полимерных материалов.

 

Цель: Рассмотреть различные компоненты полимеров – наполнители,

пластификаторы, красители, стабилизаторы, их химическую основу.

 

 

Ход работы:

 

1. Анализ наполнителей на основе винилтриэтоксисилана СН2 = СН – Si (OC2H5)3 (реакция с бромной водой и раствором KMnO4).

2. Механизм действия сшивающих агентов, таких как: диметакрилатэтиленгликоль, аллилметакрилата и др.

3. Химическая основа пластификаторов и других добавок к полимерам.

 

Контрольные вопросы

 

1. Базисные полимеры и различные ингредиенты, добавляемые для придания полимерам физико-механических, химических свойств.

2. Винилтриэбоксисилан и механизм связывания его с полимером.

3. Стабилизаторы, пластификаторы, красители, пигменты и антимикробные добавки к полимерам.

4. Сшивагенты – отвердители на основе аллилметакрилата и их использование в полимерных пломбировочных материалах.

 

 

 

Лабораторно-практическое занятие № 4

 

 

Тема: Механические свойства и структура полимеров.

 

Цель: Рассмотреть теоретические аспекты, структуру полимеров

и их механических свойств.

 

Вопросы к занятию:

 

 

1. Основные базисные пластмассы (этакрил, акриол, фторакс).

2. Общая характеристика механических свойств полимеров.

3. Упругость полимеров. Модуль упругости (модуль Юнга).

4. Высокоэластичные деформации.

5. Релаксация и время релаксации.

6. Пластичность, жесткость и мягкость стоматологических полимеров.

7. Прочность.

8. Виды разрушения полимеров – хрупкое и пластичное.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Среди базисных пластмасс наиболее важные следующие:

1) Этакрил – тройной сополимер

метилметакрилата: СН3

|

CH2 = С

|

С = O

|

OCH3

 

этилметакрилата: СН3

|

CH2 = С

|

С = O

|

OC2H5

 

метилакрилата: CH2 = С

|

С = O

|

OCH3

АКР-15

Полимер (порошок) пластифицируется двумя способами:

1) внутренняя пластификация за счет введения в состав макромолекул метакрилата;

2) внешняя – добавление дибутилфталата.

Красящие пигменты и TiO2 делают полимер розовым и непрозрачным.

 

2) Акреол – сополимер по сшитыми полимерами. Используется сшивающий агент – метилол-метакриламид:

 

 

 

СН3

|

CH2 = С – С – NHCH2OH

||

O

Он вводится на этапе сополимеризации. Он включает:

полиметилметакрилат

метилметакрилат

пластификатор-дибутилфталат

сшивающий агент

ингибитор – гидрохинон

замутнитель TiO2, ZnO.

 

 

3) Фторакс – фторосодержащий акриловый сополимер, обладает повышенной прочностью, химической стойкостью. Пластмасса полупрозрачна.

Строение сополимера фторакса:

 

�- [CF2CFCl]TCHCF2CF2CFCl �-

|

CH2

|

H3CCCOOH

|

Привитой сополимер включает метилметакрилат, фторкаучук и фтористый винилиден.

Акронил – используется для изготовления челюстно-лицевых и ортопедических аппаратов, съемных шин. По прочности он близок к фтораксу.

 

 

 

Механические свойства и структура полимеров

 

Механические свойства полимеров это комплекс свойств, опреде­ляющих механическое поведение полимеров при действии на них внешних сил. Для полимеров характерны:

1. Способность развивать под действием внешних механических сил значи­тельные обратимые деформации.

2. Релаксационный характер реакции полимерного тела на механическое воздействие, т.е. зависимость деформации и напряжений от длительности воздействия.

3. Зависимость механических свойств от условий его получения, способа его переработки и предварительной обработки. Это связано с существованием в полимерных телах различных форм надмолекулярной структуры.

4. Способность под действием анизотропного механического воздействия приобретать резкую анизотропию механических свойств и сохранять ее способность претерпевать под действием механических сил химические превращения.   

 

Упругость (эластичность) способность тела восстанавливать свою первоначальную форму и размеры после прекращения действия внешних сил. При действии внешних сил различают деформацию растяжения/сжатия и деформацию сдвига (скола). Соответственно различают нормальное sн и тангенциальное sт, напряжения, которые вызывают такого вида деформации. Основным законом деформации идеально упругого тела является закон Гука, согласно которому относительная деформация тела e прямо пропорциональ­на величине приложенного напряжения. Например, при одноосном растя­жении линейного упругого тела связь между относительным удлинением e=(llo)/l=Dl/l:

e — деформация растяжения тела;

lдлина образца после деформирования;

lo — длина исходного образца и напряжением s (Мн/м2) задается выражением:

sн = е*e,

где е — модуль упругости.

Модуль упругости (модуль Юнга) есть мера жесткости материала, ха­рактеризующая сопротивление развитию упругих (обратимых) деформаций и равная отношению напряжения к обратимой деформации e, отвечающей это­му напряжению.

Е = s/e

В зависимости от вида напряженного состояния различают модуль уп­ругости растяжения, сжатия и др. Тела, имеющие аморфное и кристалличе­ское строение, проявляют очень сильное сопротивление деформированию. Упругая деформация твердых тел развивается почти мгновенно вслед за при­ложением внешней силы и имеет незначительную величину.

Кроме обратимой (упругой) деформации существует необратимая де­формация течения. Течение это необратимое перемещение молекул веще­ства относительно друг друга под влиянием приложенного извне усилия; при этом в веществе возникает сила внутреннего трения, противодействующая
перемещению молекул. Течение наблюдается для газов, для жидкостей и для

твердых тел.   

 

Высокоэластичная деформация (рековери) характеризует степень восстановления формы и размера после снятия нагрузки. В отличие от упругих тел, у которых состояние равновесия при наложении или снятии внешнего воздействия достигается быстро (почти мгновенно у кристаллических, с некоторым опозданием у пластически тел), у эластичных тел состояние равновесия может наступить со значительным опозданием. Процесс запаздывающего перехода структурных частиц тела в новое состояние равновесия, соответствующее деформирующему усилию, называется релаксацией, а длительность этого процесса временем релак­сации. Процессы, в которых равновесие устанавливается во времени, назы­ваются релаксационными. К ним относят выравнивание концентрации не­равномерно распределенного в растворе вещества в результате диффузии, ориентация молекул диэлектрика во внешнем электрическом поле или обрат­ный переход ориентированных диполей к хаотичному распределению после удаления внешнего электрического поля. Явление релаксации характерно для полимеров, следовательно, для высокомолекулярных соединений зависи­мость между нагрузкой и деформацией включает еще фактор времени. Вели­чина релаксации зависит от свойств макромолекулы, скорости приложения нагрузки и температуры.

 

Пластичность свойство твердых тел развивать необратимые (истинно остаточные) деформации. Пластичность Р определяется безразмерной величиной, равной произведению P=MN, где М — мягкость, N – упругое после­действие.

Жесткость и мягкость – качественные характеристики деформируемости твердых тел. К жестким относят полимерные материалы, имеющие модуль упругости выше 103 МН/м2, а к мягким – менее 102 МН/м2.

Прочность – свойство твердого тела сохранять целостность при действии нагрузок.

 

Для поликристаллических тел установлено два вида разрушения хрупкое и пластичное. Хрупким разрушением называется разрушение, ко­торому предшествуют только обратимые упругие деформации. Пластическим разрушением называется разрушение, которому предшествуют де­формации, обусловленные перегруппировкой отдельных элементов структу­ры тела. В кристаллических телах эти деформации необратимы и являются деформациями пластического течения.

Механические свойства полиметакриловых базисных материалов оп­ределяются природой и размером углеродного радикала в мономере. С увеличением длины радикала от С1 до С12 (т.е. от метилметакрилата до децилметакрилата) уменьшается прочность, плотность и твердость, возрастает эластичность, что связано с пластифицирующим действием н-алкильных групп R. Полимерные радикалы с разветвленными радикалами R характери­зуются более высокой прочностью, чем полимеры с нормальными углеродными цепями (таблица 1).

Таблица 1

Некоторые свойства полиметилметакрилатов

Радикал

R

Плотность,

г/см2

Твердость

по

Виккерсу,

МН/м2

Ударная

вязкость,

КДж/м2

Прочность

при

растяжении,

МН/м2

Температура стеклова-ния полиметилметак-рилата

атактичес-

кого

изотактичес-

кого

 

 

Метил

1,187

250

10,5

63,5

104-105

43-55

Этил

1,119

110

7,1

35

65

8-12

н-пропил

1,085

70

6,5

28

33-38

27

н-бутил

1,055

*

11,5

7

19-20

24

изо-бутил

1,02

90

1,6

24

53

92

* Образцы слишком эластичны для испытаний.

 

Долговечность и постоянство размеров зубных протезов из акриловых пластмасс зависят не только от оптимальности технологических параметров переработки материала в изделие, но и от структуры. Отвержденная моно­мер-полимерная смесь имеет гетерогенную структуру. Гетерогенность струк­туры материалов типа порошок жидкость обусловлена наличием в полимеризате «старого» и «нового» полимеров. Это основная причина меньшей прочности формовочного материала по сравнению с литьевым. На фотогра­фиях шлифа обычно ясно просматривается гетерогенность структуры мате­риала. Для выявления структуры полимеризата пластинку отполированного образца в течение 5-10 с обрабатывают 10-90% раствором азотной кислоты. Протравленный кислотой образец промывают водой и сушат в потоке возду­ха. Матричная фаза после протравливания становится белесоватой. В матрице (связующее вещество — непрерывная фаза), представляющей собой лимеризовавшийся мономер, диспергированы шарики полимерного порошка.

Снижение прочности вызывается следующими причинами: 1) связь
между матрицей и фазой (шариками) может быть ослаблена пленкой, покрывающей всю или часть поверхности шарика; пленка может представлять
собой неотмытый адсорбированный на поверхности гранулы стабилизатор; 2) на границе матрица — фаза возможно возникновение напряжения вследствие
локальной полимеризационной усадки; 3) среднемолекулярные массы старого и нового полимера различны.

 

Для оценки базисных материалов также важны термические характе­ристики: теплостойкость, теплопроводность, линейный коэффициент тепло­вого расширения. Эти характеристики влияют на усадку и возникновение дефектов при изготовлении протезов, на передачу тепла от горячей пищи тканям. Теплостойкость базисных материалов характеризует температура, при которой образец пластмассы под нагрузкой 1,8 МН/м2 прогибается на 0,25 мм. Учитывая теплостойкость пластмасс, при починке протезов лучше применять самотвердеющие пластмассы. Теплопроводность пластмасс значительно ниже, чем дентина (1,3·103 °С/см), золота (0,7·10-3 °С/см) и кобальтового сплава (0,16·10-3 °С/см). Хорошие формовочные свойства полиметилметакрилатных и поливинилакриловых материалов позволяют перерабатывать их методом как инжекционного, так и компрессионного прессования.

Самотвердеющие акриловые пластмассы представляют собой компа­унды, самопроизвольно отверждающиеся при комнатной температуре. Полимеризат в зависимости от состава может быть твердым или эластичным. Са­мотвердеющие пластмассы широко применяются в стоматологии для переба­зирования (исправления) протезов, починки протезов, изготовлении времен­ных протезов, шин при парадонтозе, моделей, индивидуальных оттискных ложек. Прочное место занимают самотвердеющие пластмассы сред пломби­ровочных материалов.

Пластмассы холодного отверждения имеют ряд преимуществ перед пластмассами горячего отверждения. Технология переработки самотвердею­щих пластмасс проще, не требует оборудования для нагрева, меньше изменение размеров изделия, меньше остаточные напряжения в изделиях, починка протеза может быть выполнена быстро в присутствии пациента.

Таблица 2

Некоторые показатели пластмасс холодного и горячего отверждения

 

Свойство

Акриловые пластмассы

горячего

отверждения

холодного отверждения

Прочность на сжатие, МН/м2

75,9

 

Модуль эластичности, МН/м2

3,8·103

2·103

Прочность при статическом изгибе, МН/м2

190-130

90

Микротвердость, МН/м2

200-270

150-200

Водопоглощение, мг/см2

0,4-0,6

0,7

Водорастворимость, мг/см2

0,02

0,025

Остаточные напряжения в изделии, МН/м2

0,1-3,5

0,1-2

Остаточный мономер, %

0,1-0,5

3,5-5,0

Цветостойкость

удовлетворительная

удовлетворительная в присутствии стабилизатора

Технологичность

хорошая

отличная

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Лабораторно-практическое занятие № 4

 

Тема: Механические свойства и структура полимеров.

 

Цель: Рассмотреть теоретические аспекты, структуру полимеров

и их механических свойств.

 

Ход работы:

 

I. Разбор теории по следующим вопросам.

1. Основные базисные пластмассы:

этакрил (АКР-15) – тройной сополимер метилметакрилата,

этилметакрилата и метилакрилата;

акреол – полимер полиметилметакрилата и сшивающего агента

метилолметакриламида и ингибитора-гидрохинона;

фторакс – фторсодержащий акриловый сополимер.

 

Привитой сополимер фторакса имеет вид:

[CF2 CFCl]nCHCF2CF2CFCl

|

CH2

|

H3C – C – COOH

|

 

Акронил – сополимер метилметакрилата и поливинилэтилата

Акреол – полиметилметакрилат

Бакрил – акриловая пластмасса

 

2. Общая характеристика механических свойств полимеров.

3. Упругость полимеров. Модуль упругости (модуль Юнга).

4. Высокоэластичные деформации.

5. Релаксация и время релаксации.

6. Пластичность, жесткость и мягкость стоматологических полимеров.

7. Прочность.

8. Виды разрушения полимеров – хрупкое и пластичное.

 

Занятие проходит как теоретическое.

Лабораторно-практическое занятие № 5

 

 

Тема: Стоматологические цементы, их состав, назначение.

 

Цель: Изучить химический состав цементов и механизмы их затвердевания.

 

 

Вопросы к занятию:

 

 

1. Основные стоматологические цементы – поликарбоксилатный (ПКЦ), стеклоиономерный – пломбировочные материалы и материалы для фиксации несъемных протезов.

2. Химический состав ПКЦ порошка и жидкости ПКЦ.

3. Механизм затвердевания ПКЦ.

4. Химические состав стеклоиономерного цемента.

5. Кислоты – акриловая, итаконовая, малеиновая – основные компоненты жидкости стеклоиономерного цемента.

6. Механизм загустения стеклоиономерного цемента (поперечное сшивание молекул поликислот ионами кальция.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Стоматологические цементы

 

Стоматологические цементы в клинике имеют широкое применение в качестве пломбировочного материала, материала для фиксации несъемных протезов, ортодонтических аппаратов на опорных зубах или имплантантах в качестве подкладок под пломбы для защиты пульпы.

К числу стоматологических цементов относятся цинк-фосфатные, силикатные, цинкполикарбоксилатные, стеклоиономерные и гибридные стеклоиономерные цементы.

 

1. Поликарбоксилатные цементы

 

Поликарбоксилатные цементы (ПКЦ) применяют для укрепления комбинированных несъемных протезов, литых вкладок из сплавов металлов и фарфора, ортодонтических аппаратов, в качестве подкладок под пломбы для предохранения пульпы зуба, а также для временного пломбирования зубов.

Порошок ПКЦ представляет собой оксид цинка с содержанием 1-5 % оксида магния. В цементах некоторых марок может присутствовать 10-40 % оксида алюминия или другого упрочняющего материала, несколько процентов фторида олова или другого фторида.

Жидкость ПКЦ представляет 40-ый % раствор полиакриловой кислоты или ее сополимера с итаконовой кислотой. Молекулярный вес полимера составляет от 30 до 50 тыс., чем и объясняется его высокая вязкость.

Такой цемент очень быстро затвердевает. Поэтому возможна и иная рецептура. В порошок добавлена полиакриловая кислота в кристаллическом виде, в качестве жидкости использована дистиллированная вода.

Затвердевание ПКЦ обусловлено сшивкой линейных молекул полиакриловой кислоты поливалентными катионами металлов (цинка) с образованием пространственно-сетчатой структуры. Полиакриловая кислота на поверхности зуба также образует хелатную связь с кальцием гидроксиапатита, способна реагировать с протеином дентина. Поэтому ПКЦ характеризуются высокой адгезией к эмали и дентину зуба и являются по существу первым пломбировочным материалом с истинной адгезией к тканям зуба. Затвердевший цемент состоит из частиц оксида цинка, связанных вместе аморфной полимерной матрицей.

H H H H

С – С – С – С – С – С – С – С – СН2

H2 | H2 | H2 | H2 |

C=O C=O C=O C=O

| | | |

O OH O OH

| |

Zn2+ Zn2+

| |

OH O OH O

| | | |

O=C O=C O=C O=C

| | | |

CH2CCCCCCCC

H H2 H H2 H H2 H H2

 

 

2. Стеклоиономерные цементы

 

 

Стеклоиономерные цементы могут быть использованы для фиксации несъемных протезов, ортодонтических аппаратов и в качестве подкладок под пломбы, для пломбирования каналов штифтами, а также в качестве пломбировочного материала при эрозии эмали.

Стеклоиономерные цементы были разработаны на основе поликарбоксилатных при замене порошка на основе оксида цинка тонкоизмельченным фторсиликатным стеклом. Как правило, эти цементы содержат способное к выщелачиванию ионов фтора алюмосиликатное стекло силикатного цемента. Цемент отвердевает посредством протекания кислотно-основной реакции между основным стеклом и кислотным компонентом. Вследствие диффузионного выщелачивания из стекла цемента фторида и удержания его эмалью, цементы оказывают противокариозное действие.

Жидкость стеклоиономерного цемента обычно представляет собой 47,5 % (40-55 %) водный раствор сополимера акриловой и итаконовой или акриловой и малеиновой кислот. Вода при этом является не только растворителем, а необходимым компонентом цемента, играющим важную роль в процессе его отверждения. Она является средой, в которой происходит ионообмен.

 

O CH2 O O

|| || || ||

H2cCC HOOCH2CCCOOH CC = C = C

H | | H H |

OH HO OH

акриловая кислота итаконовая кислота малеиновая кислота

 

 

Для полимеризации в качестве органической составляющей используются именно эти три ненасыщенные кислоты акриловая, итаконовая, малеиновая.

С химической точки зрения, затвердевание стеклоиономерного цемента обусловлено образованием сложной совмещенной матрицы, состоящей из силикатной и полиакриловой матриц. Поскольку различные ионы выделяются из стекла неравномерно, процесс застывания осуществляется поэтапно.

Отвердение цемента проходит в три последовательные стадии:

1. Растворение или гидратация компонентов, сопровождающаяся выделением (выщелачиванием) ионов.

2. Загустевание (или первичное гелеобразование, начальное, нестабильное отвердевание).

3. Отвердевание (или дегидратация, созревание, окончательное отвердевание).

H H H H

С – С – С – С – С – С – С – С – СН2

H2 | H2 | H2 | H2 |

C=O C=O C=O C=O

| | | |

O OH O OH

| |

Са2+ Са2+

| |

OH O OH O

| | | |

O=C O=C O=C O=C

| | | |

CH2CCCCCCCC

H H2 H H2 H H2 H H2

 

Стадия загустевания стеклоиономерного цемента:

поперечное сшивание молекул поликислот ионами кальция

 

 

4. Композионные пломбировочные материалы

 

Композиционный материал (композит) – сложный полимерный материал, в состав которого входит минеральный наполнитель, составляющий не менее 50 % его массы. В зависимости от состава полимерной матрицы разработаны составы цементирующие, адгезивные, восстановительные, пломбировочные, облицовочные.

Химически отверждающиеся и светоотверждаемые композиционные материалы состоят из двух разнородных по своей природе веществ – минерального наполнителя и органической основы, представленной способной к полимеризации смесью акриловых и эпоксидных смол.

Основу связующего элемента композитов, как правило, составляют полиметилметакрилаты, гидроксиэтилметакрилат (НЕМА), BisGMA (бисфенол-А-диглицедилметакрилат):

 

 

 

 

СH3 O Bis-GMA O H3C

| || || |

// C CH3 C \\

H2C | | | CH2

O – CH2 –CH – CH2 – O C O – CH2 – CH – CH2 – O

| | |

OH CH3 OH

 

 

уретандиметакрилат:

 

 

СH3 O O H3C

| || || |

// C CH3 CH3 C \\

H2C | | | | CH2

O – CH2 – CH2 – O – C – N – CH2 – CH – CH2 – C – CH2 – CH2 – N – C – O – CH2 – CH2 – O

|| H | H ||

O CH3 O

 

UDMA

 

 

полисилоксандиметакрилат:

 

СН3 O CH3 O CH3

| || | || |

H2C = CCOSiOCC = CH2

|

CH3 n

 

 

и др. В качестве связующего также вводится силан. Также внедрены композиты на основе эпоксидных смол с силанами.

 

 

 

 

 

 

 

 

Лабораторно-практическое занятие № 5

 

Тема: Стоматологические цементы, их состав, назначение.

 

Цель: Изучить химический состав цементов и механизмы их затвердевания.

 

 

Ход работы:

 

Опыт 1: Изучение состава поликарбоксилатного цемента (ПКЦ).

а) взаимодействие оксидов магния и цинка с концентрированной HCl.

Выполнение опыта: в пробирку добавить 1 лопатку порошка ПКЦ и добавить 3-4 капли конц. HCl. Что происходит? Написать уравнение соответствующих реакций.

 

Опыт 2: Обнаружение Al2O3.

Выполнение опыта: в пробирку взять 1 лопатку порошка ПКЦ и добавить 3-4 капли конц. HCl. После растворения осадка добавить 1-2 капли 10%-го NaOH (до образования осадка) и далее добавить 3-4 капли NaOH до растворения осадка. Объяснить наблюдаемые явления и написать уравнения реакций.

 

Опыт 3: Открытие ионов цинка (Zn2+)

Гексацианоферрат (II) калия K4[Fe(CN)6] образует с ионами цинка белый осадок калий-цинк гексацианоферрата (II), нерастворимый в разбавленной HCl.

3Zn(NO3)2 + 2K4[Fе(CN)6] ® K2Zn3[Fe(CN)6]2 + 6KNO3

Выполнение опыта: в пробирку взять 1 лопатку цемента ПКЦ, добавить 3-4 капли разб. HNO3, далее добавить 3 капли K4[Fе(CN)6] до образования белого осадка. К осадку добавить 3 капли разбавленной HCl.

 

Опыт 4: Открытие ионов алюминия (Al3+)

Реакция с NH4OH. Гидроксид аммония образует с катионами Al3+ белый аморфный осадок Al(OH)3.

AlCl3 + 3NH4OH ® Al(OH)3Ї + 3NH4Cl

Выполнение опыта: в пробирку взять 1 лопатку порошка ПКЦ, добавить 3-4 капли разбавленной HCl и далее добавить 1-2 капли 2М раствора NH4OH, перемешать. К полученному осадку добавить 3-4 капли насыщенного раствора NH4Cl. Что наблюдается? Напишите уравнение реакции.

 

Контрольные вопросы

 

1. Основные стоматологические цементы – поликарбоксилатный (ПКЦ), стеклоиономерный – пломбировочные материалы и материалы для фиксации несъемных протезов.

2. Химический состав ПКЦ порошка и жидкости ПКЦ.

3. Механизм затвердевания ПКЦ.

4. Химические состав стеклоиономерного цемента.

5. Кислоты – акриловая, итаконовая, малеиновая – основные компоненты жидкости стеклоиономерного цемента.

6. Механизм загустения стеклоиономерного цемента (поперечное сшивание молекул поликислот ионами кальция.

 

Задания к самостоятельной работе

 

1. Написать реакции взаимодействия оксидов цинка, кальция, алюминия с азотной кислотой, гидроксидом натрия.

2. Химические свойства акриловой, малеиновой кислот.

3. Изобразить схему затвердевания ПКЦ и стеклоиономерного цементов (образование силикогеля).

ЛАБОРАТОРНО-ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ № 6

 

Вопросы к контрольному занятию:

 

1. Общая характеристика полимеров.

2. Классификация полимеров:

по происхождению;

по природе;

по химическому составу;

по форме макромолекул.

3. Методы получения полимеров:

а) реакции полимеризации;

б) реакции сополимеризации;

в) реакции поликонденсации.

4. Реакции полимеризации, лежащие в основе получения стоматологических полимеров и сополимеров (полиэтилена, дивинилового каучука, полистирола и поливинилхлоридакрилатов).

5. Акриловая кислота, эфиры акриловой и метакриловой кислот, продукты их полимеризации, широко используемые в стоматологической практике.

6. Акриловая, итаконовая, малеиновая кислоты, как составляющие компоненты стеклоиономерных цементов.

7. Сополимеризация винилхлорида и 1,3-бутадиена, метакрилата и 2-ацетокси- 1,3-бутадиена, приводящая к синтезу стоматологических полимеров.

8. Фенол и формальдегид – основа для синтеза фенолформальдегидной смолы. Производные фенола (бисфенолы) – составная часть пломбировочных сополимеров. Гидрохинон – как ингибитор процесса сополимеризации базисных пластмасс.

9. Синтез полипептидов, белков. Аминокислоты – как структурные компоненты. Строение пептидной связи.

10. Синтез нуклеозидов – как пример реакции поликонденсации.

11. Олигосахариды. Дисахариды: мальтоза, лактоза, целлобиоза, сахароза.

12. Гомополисахариды: крахмал, гликоген, целлюлоза. Первичная структура, гидролиз. Амилоза, амилопектин. Понятие о гетерополисахаридах.

13. Механизм радикальной полимеризации.

14. Свойства растворов ВМС. Особенности растворения ВМС. Форма
макромолекул. Механизм набухания и влияние на этот процесс различных факторов ВМС. Уравнение Штаудингера. Вязкость. Уравнение Эйнштейна. Вязкость крови. Вискозиметрическое определение молекулярной массы полимеров.

15. Осмотическое давление растворов, биополимеров. Уравнение Галлера. Полиэлектролиты. Изоэлектрическая точка. Онкотическое
давление плазмы крови.

16. Устойчивость растворов биополимеров. Высаливание, застудневание, коацервация.

17. Базисные пластмассы – производные акриловой и метакриловой кислот.

18. Эластичные базисные пластмассы (акриловые, поливинилхлоридные, силиконовые, фторкаучуки).

19. Ингредиенты полимерных материалов (наполнители, пластификаторы, стабилизаторы, сшивающие агенты, антимикробные агенты).

20. Альдегиды как аппреты для улучшения качества полимеров. Реакции окисления, полимеризации, альдольной конденсации альдегидов. Получение фенол-формальдегидной смолы.

21. Общая характеристика механических свойств полимеров.

22. Упругость полимеров. Модуль упругости.

23. Высокоэластичные деформации.

24. Релаксация и время релаксации.

25. Пластичность, жесткость и мягкость стоматологических полимеров.

26. Виды разрушения полимеров – хрупкое и пластичное.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Основная литература

1. Попков В.А. Общая химия. Биофизическая химия. Химия биогенных элементов: учебник для вузов / В.А. Попков, Ю.А. Ершов, А.С. Берлянд и др.; под ред. Ю.А. Ершова. — 9-е изд. – М.: Юрайт, 2011. – 560 с.

2. Слесарев В.И. Химия: основы химии живого: учебник / В. И. Слесарев. — 3-е изд., испр. СПб.: Химиздат, 2005. — 784 с.

3. Тюкавкина Н.А., Бауков Ю.И., Зурабян С.Э. Биоорганическая химия: учебник. – 7-е изд. – М.: Гэотар-Медиа, 2011. – 411 с.

4. Тюкавкина Н.А. Биоорганическая химия [Электронный ресурс]: учебник / Н.А. Тюкавкина, Ю.И. Бауков, С.Э. Зурабян. – М.: Гэотар-Медиа, 2010. – 416 с. — Режим доступа: http://studmedlib.ru

 

 

Дополнительная литература

1. Попков В.А. Общая химия: учебное пособие для вузов / В.А. Попков, С.А. Пузаков – М.: ГЭОТАР-Медиа, 2010. – 976 с.

2. Попков В.А. Общая химия [Электронный ресурс]: учебное пособие для вузов / В.А. Попков, С.А. Пузаков – М.: ГЭОТАР-Медиа, 2010. – 976 с. Режим доступа: http://studmedlib.ru

3. Химия [Электронный ресурс]:учебник / С.А. Пузаков. – М.:ГЭОТАР-Медиа, 2006. – 640 с. Режим доступа: http://studmedlib.ru

4. Ленский А.С. Введение в бионеорганическую и биофизическую химию: учеб. Пособие. – М.: Высш. шк., 1989.

5. Артеменко А.И. Органическая химия: учеб. пособие. – М.: Высш. шк., 2005. – 606 с.

6. Брель А.К., Дмитриенко С.В., Котляревская О.О. Полимерные материалы в стоматологии. – Волгоград, 2006.

7. Зеленин К. Н.   Химия : учебник для мед. вузов / К. Н. Зеление. — СПб. : Спец. лит., 1997. — 688 с.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Без рубрики

Оставить ответ

Обязательные поля помечены*

9 + 1 =