STOM 2015/2016

1

KORDAMISKÜSIMUSED Stomatoloogiline materjalitundmine

1. Hambaproteeside liigid ja nende valmistamiseks kasutatavad materjalid (mitte-eemaldatavad, eemaldatavad ja kombineeritud proteesid). 1) Suust mitte-eemaldatavad hambaproteesid

a) Panus (metallisulamist, portselaanust, komposiidist, metallokeraamilised)

• Panus on mitte-eemaldatav intrakoronaalne, inderektsel meetodil teostatud üksiku hamba restauratsioon.

• Ingl k: inlay (väike, kõike köprusid EI haara), onlay (ulatuslik, katab kõiki köprusid)

b) Kroonid e. tehiskroonid – ekstakoronaalne hambaprotees, sellega taastatakse hamba krooniosa anatoomia, funktsioon, esteetika + sildade fiksatsioon.

• Osalised kroonid: poolkroon; 7/8 kroon; ¾ kroon; pinledge; laminaat – esteetiline labiaalpinna restauratsioon

• Täiskroonid: täismetallkroon; täisportselaan e mantelkroon; teleskoopkroon; kombineeritud kroonid: fasettkroon (metall + plastmass/komposiit) metallokeraamiline (metall + portselan) galvanokeraamika – metallokeraamika erivorm

c) Tihvthambad – kasutatakse hamba ulatuslikult hävinenud krooniosa taastamiseks • Tihvtkönt (post and core) • Tihvtkroon (nt Richmond)

d) Sildprotees • Konsoolsild • Kergesild

2) Suust eemaldatavad hambaproteesid

a) Osaline e partsiaalprotees

• Plastmassbaasisega partsiaalprotees (acrylic partial denture) • Metallkarkassiga partsiaalprotees, ka tugibüügel (removable partial denture,

RPD) • Erivormid: kompleksprotees (lukk-kinnitusega), ka kombineeritud protees,

teleskoop-kinnitusega katteprotees, immediaatproteesid b) Täisprotees e totaalprotees (full denture)

• Katteprotees (overdenture) – totaalproteesi erivorm – kinnitub juurelukkude, purrete, magnetite, teleskoopkroonide abil.

3) Näo-lõualuude proteesid – post-traumaatilised või muude traumade pärast puuduva nina/silma/kõiva/lõualuuosa proteesiga asendamine. Protees võib kinnituda magnetide peale => osaliselt metallist, esteetiline osa – akrüülist.

4) Proteesid implantaatidele = abutment (impalnaadi luuväline osa, mille peale kinnitub kroon) + kroonid (täiskeraamika/metallokeraamiline) + igemeimetaja (vajaduse korral)

STOM 2015/2016

2

2. Metallid:

2.1. Metallide kristalliline struktuur, kristallvõrede tüübid, kristallvõre ja füüsikalised omadused

Kristalliline struktuur – kindel kolmemõõtmeline aatomite paiknemise kord. Kõik metallid (v.a. Cs, Ga, Hg) on toatemperatuuril kristallilise struktuuriga.

Seitsmes võimalikus kristallograafilises lihtvormis on vaid 14 erinevat aatomite paigutumise võimalust ehk kristallvõre tüüpi.

Kristallvõre kirjeldamisel vaadeldakse väiksemat kristallvõre iseärasusi omavat ühikut e. kristalli ühikrakku.

Lihtne kuubiline struktuur on üks lihtsamaid kristallvõre tüüpe. (kuubi igas nurgas on üks aatom)

Tahke mateeriaga täidetud vaid 52% ruumist, tühjaks jääb 48%. Esineb harva ebaefektiivsuse tõttu.

Kristallvõred. Hambaravis kasutatavate metallide puhul on põhjust lähemalt tutvuda kolme kristallvõre tüübiga:

• Ruumkesendatud kuupvõre - tekib siis, kui aatomid kontakteeruvad piki kuubi diagonaali. Sellise kuubi täituvus on 68% ning sellist struktuuri omavad näiteks raud, kroom ja volfram.

• Tahkkesendatud kuupvõre - tahkkesendatud kuupvõre täituvus on 74% ning sellist ABC-pakendusega struktuuri omavad järgmised metallid: kuld, hõbe, vask, alumiinium, plii, nikkel, plaatina. • Kompaktne heksagonaalvõre - sellist AB-tüüpi pakendust omavad tsink, titaan, koobalt.

Polümorfism – osadel metallidel sõltuvalt temperatuurist rohkem kui üks kristallvõre tüüp (Fe, Ti).

Isomorfism – erinevate metallide kristallvõrede sarnasus. Aatomid võivad kristallvõres üksteist asendada (Ag, Au).

Kristalliline struktuur ja füüsikalised omadused. Aatomite paigutus kristallis mõjutab metalli mehhaanilisi omadusi. Kui metallide kristallvõred oleksid ideaalse ehitusega (eelpool käsitletud kristallivõred), siis oleksid metallid sadu kordi tugevamad kui nad seda tegelikult on. Reaalselt eksisteerivad kristallid ei ole ideaalse struktuuriga ning sisaldavad mitmeid defekte.

5

Kristalli ühikrakk ehk elementaarrakk

Kristallvõre kirjeldamisel vaadeldakse väikseimat kristallvõre iseärasusi omavat ühikut ehk kristalli ühikrakku.

Kristallvõred

Üks lihtsamaid kristallvõre tüüpe on lihtne kuubiline struktuur, kus kuubi igas nurgas on üks aatom. Siin on tahke mateeriaga täidetud vaid 52% ruumist, tühjaks jääb 48%. Esineb harva ebaefektiivsuse tõttu.

Aatomite pakendus (pakketihedus)

Kõige efektiivsemaks aatomite üksteise suhtes paiknemise vormiks metallides on tiheda pakendusega struktuur, kus aatomid paiknevad üksteisele võimalikult lähedal.

Aatomite vastastikuse kristallis paiknemise kirjeldamiseks kasutatakse kristallograafilise tasandi mõistet, kus aatomid asuvad tasapinna kindlates

sõlmpunktides.

Aatomite pakendus

Tihedalt pakendatud tasandite (kihtide) üksteise peale paigutamisega on võimalik saada erinevaid kolmemõõtmelisi struktuure. Esimese kihi (A-kiht) “lohkudesse” paigutuvad teise kihi (B-kiht) aatomid. Kui kolmanda kihi aatomid paiknevad teise kihi lohkudes nii, et nad asuvad kohakuti esimese kihi aatomitega, siis nimetatakse sellist pakendust AB tüüpi pakenduseks.

STOM 2015/2016

3

Joondefektid.

1)Ääre- e. servdislokatsioon tekib siis, kui aine aatomitest kujunev kristallvõre tasand katkeb kristalli sees moodustades serva, mille juures naabertasandid painduvad tekkinud tühimiku kohale ja dislokatsioon liigub kristallist välja.

2)Kruvi- e. vintdislokatsioon tekib, kui mingi kristallis oleva joone ümber moodustuv ning sellega risti olev tasand ei sulgu iseendasse, vaid nihkub piki joont, moodustades vindi. V.-d tekivad kristalli kasvamisel ja soodustavad seda.

Punktdefektid

• Lisandid – asuvad kristallvõre “originaal-aatomite” kohal või vahel • Tühikud

Tasapinnalised defektid Terade (kristallide) piirid – eralduspinnad terade vahel, mis on 3-4 aatomi laiused. Puhastes metallides esinevad lisandid kontsentreeruvad tera piirjoontel.

2.2. Metallide ja sulamite mikrostruktuur

Mikrostruktuur koosneb teradest ja faasidest, kus mõõtmed võivad ulatuda ultramikroskoopilistest osakestest kuni silmaga nähtavate teradeni (kristallideni); tavaliselt kasutatakse mikrostruktuuri uurimiseks valgus- või elektronmikroskoopi. Metallide tahkestumine e.tardumine Metalli jahutamisel hakkavad teatud temperatuuril tekkima vedelas metallis kristallisatsioonituumad (nendeks võivad olla ka näiteks lisandid (impurity)). Kristallisatsioonituumade arv sõltub paljudest teguritest: metalli puhtus, kristallisatsioonimäär, jahtumisemäär, jahtumise agitatsioon, valuvormi kuju. Tuumadest hakkab välja kasvama kolmemõõtmeline dendriitide struktuur (primaarsed, sekundaarsed, tertsiaarsed jne.) ning see kasv jätkub kuni kokkupuuteni naaberkristallidega.

STOM 2015/2016

4

Edasine kasv toimub vaid suundades, kus esineb veel sulametalli. Sellest tuleneb kristallide ebakorrapärane kuju ning nimetus kristalliidid e. terad. Tahkestumine on täielikult lõppenud, kui vedel mass dendriidiharude vahel on kristalliseerunud. Igast tuumast kasvab dendriitide kaudu välja üks kristall ehk tera. Terade kuju ja orientatsioon ei ole ühesugune; see sõltub naaberterade kujust ja kasvust ja kristallisatsioonituuma algsest orientatsioonist. Viimasena tahkestuv vedel metall terade piiril määrab ära terade piiri. Ühesuguse orientatsiooniga terad sulanduvad ühte. Terapiiride vahel on 2-3 aatomi laiune vahemik, milles paiknevaid aatomeid nimetatakse korrastamata aatomiteks.

2.3. Valatud ja külmtöödeldud mikrostruktuurid, rekristallisatsioon ja terade kasv

Valatud mikrostruktuure mõjutavad tegurid: • Lisandid • Gaaside inklusioon • Kootumistühikud • Valuvormi temperatuur (võib tekkida sambataoline terade kasv) Külmtöödeldud mikrostruktuurid Külmtöötlemine e. kalestamine (cold working)- valatud metalli töötlemine stantsimise, pressimise vm teel. Töötlemise tulemusena teraline struktuur deformeerub, toimub terade pikenemine ja omavaheline põimumine; tekib fibroosne struktuur. Seoses sisemise struktuuri muutumisega muutuvad ka mehhaanilised omadused. Kui lähtuda ühest sulamist, siis võib öelda, et sepistatud struktuuri mehhaanilised omadused on paremad kui valatud struktuuril. Rekristallisatsioon ja terade kasv Külmtöödeldud metallid ja sulamid muudavad oma struktuuri ja omadusi, kui neid kuumutada või lõõmutada. Iseloomulik fibroosne struktuur kaob ja toimub kristallilise struktuuri taasteke; sellist protsessi nimetatakse rekristallisatsiooniks. Rekristallisatsioonimäär sõltub: • konkreetse sulami koostisest • külmtöötlemise määrast • temperatuurist ja selle mõju kestusest kuumutamisel Rekristallisatsioon ja terade kasv : a. Tüüpiline fibroosne struktuur ja deformeeritud kristallvõre b. Sisemiste pingete vähenemine mõõduka temperatuuri juures c. Normaalse kristallilise struktuuri taastumine d. Teralise struktuuri ilmumine e. Terade kasv

STOM 2015/2016

5

2.4. Metallide ja sulamite tugevdamise meetodid

Metalli tugevdamiseks tuleb suurendada selle vastupanu deformatsioonile, seega takistada dislokatsioonide liikumist. Selleks kasutatakse metallide legeerimist, kus metallile lisatakse ligatuure (sulandatakse koostisesse elemente). Kõige tähtsamad legeerimise teel tugevdamise mehhanismid on tahke lahuse moodustumine, dispersioonkõvenemine ja struktuuri muutmine peeneteraliseks. Lisaks sellele saab kõiki metalle ja sulameid tugevdada külmtöötlemise teel. Enamasti kasutatakse dentaalsete sulamite tugevdamiseks tahke lahuse meetodit. Tahked lahused sisaldavad erineva suurusega aatomeid, mis takistavad dislokatsioonide liikumist. Mõnes kristallvõre kohas asendatakse väga tihedalt paiknevad aatomid väiksematega mõõtmetelt (väheneb kristallisisene pinge) ja mõnes kohas täidetakse tühik suurema aatomiga; kõik see stabiliseerib dislokatsioone ja vähendab nende liikumist. Dispersioonkõvenemisel (precipitation hardening) kuumutatakse sulameid seni, kuni toimub tahkest lahusest intermetalse ühendi sadestumine, mis ongi takistuseks dislokatsiooni liikumisele (toimub ühe faasi sadestumine teise faasi kristallvõresse). Kõige efektiivsem dispersioonkõvenemine toimub protsessi algfaasis enne kui pretsipitaat on nähtav mikrostruktuuris. Pretsipitaat tekitab võres deformatsiooni ning sellega takistab dislokatsiooni liikumist ja tugevdab sulamit. Efektiivse dispersioonkõvenemise saavutamiseks peab pretsipitaat olema hajutatud sulamis, mitte paiknema terade piiridel (muudab sulami hapraks). Metallide ja sulamite modifitseerimine peeneteralise struktuuri suunas alati parandab mehhaanilisi omadusi ning see on parim meetod tugevdamaks metalle ja sulameid ilma et leiaks aset duktiilsuse vähenemine. Terade suurust saab vähendada lisades sulamitele terasid peenendavaid ligatuure (sulanduvaid elemente) või kiire jahutamise teel.

2.5. Sulamisüsteemide klassifikatsioon

Sulamsüsteem on kahe või enama metalli segu kõigis võimalikes kombinatsioonides. Sulami saamiseks tuleb kaht või enamat metalli kuumutada homogeense vedela olekuni. Siiski on olemas mõned metallide kombinatsioonid, mis ei segune vedelas olekus ega moodusta sulameid. Selliste metallide sulatamisel tekib lihtsalt kaks erineva metalli kihti (sarnane õli ja vee segule), kus väiksema tihedusega metall koguneb suurema tihedusega metalli kohale. Kui aga kaks metalli segunevad vedelas olekus, siis nad on võimelised looma sulamit ning sellise segu jahtumisel tekib üks kolmest järgnevast mikrostruktuurist : tahke lahus (ka tardlahus), intermetalsete ühendite segu või eutektiline segu.

Kui kaks metalli on täielikult segunevad vedelas olekus ja jäävad täielikult segunenuks ka tahkes olekus, siis tekkinud sulamit nimetatakse tahkeks lahuseks (nimetus tuleneb sellest, et tegu on tahke ainega millel on lahuse omadused). Eristatakse kahte vormi: 1. Asendustardlahus (substitutional solid solution) – lahustuva komponendi aatomid asendavad osa lahustajakomponendi aatomeid.

STOM 2015/2016

6

2. Sisendustardlahus (interstitial solid solution) – lahustuva komponendi aatomid paigutuvad suurematesse tühikutesse. Intermetalsed ühendid tekivad samuti sulametalli lahuste jahutamisel, kuid tekkinud faasil on kindel keemiline koostis või kitsas koostiste diapasoon. Siin paiknevad ühe metalli aatomid kristallvõre kindlates kohtades. Eutektiline segu (eutectic), kr. eutektos - kergsulav - tekib siis, kui metallid omavahel segunevad vedelas olekus, kuid tahkestudes eralduvad kaheks eraldi faasiks pretsipiteerudes vahelduvate, väga õhukeste kihtidena üks faas teise peal.

2.6. Faasidiagrammid

Faasidiagrammid kujutavad endast sulamite faaside koostise-temperatuuri graafikuid. Igal sulamikombinatsioonil on olemas teda iseloomustav faasidiagramm, mis mõnedel juhtudel võib olla äärmiselt keeruline. Faasidiagrammid koostatakse tavaliselt jahtumiskõverate põhjal. Viimased näitavad faasimuutuste temperatuure. Neid faasimuutusi kasutataksegi faasidiagrammil joonise tegemiseks.

Puhaste metallide jahutamisel näeme graafikult, et vedela faasi temperatuur langeb kuni jahtumispunktini (ka sulamispunkt). Selles punktis temperatuur ei muutu kuni on toimunud täielik metalli tahkestumine. Alles peale seda hakkab temperatuur jälle langema. Erinevalt puhastest metallidest ei oma sulamid sulamispunkti, vaid sulamisvahemikku. Eutektilise lahusega seonduvad sulamid omavad eutektilise koostise puhul sarnaselt puhastele metallidele sulamispunkti. Faasidiagrammid tahkete lahuste jaoks

Kui vaadelda metallide A ja B faasidiagrammi, siis näeme, et kõik võimalikud koostised ülalpool ACB joont on sulaolekus (liquidus) ja allpool ADB joont tahked (solidus). Tahke ja sulaolekus metall eksisteerivad koos nende kahe joone vahel. Sulamite käitumist erinevate koostiste puhul saab jälgida faasidiagrammi temperatuuri- ja koostise telge jälgides.

Sulam koostisega 80% A ja 20 % B sulatatakse üles ja siis jahutatakse. Temperatuurini 760º C püsib sulam vedelana, siis aga hakkab tahke osa (koostisega 97% A ja 3% B) pretsipiteeruma.

Temperatuuril 680ºC on tahke sulami koostis 90% A ja 10% B ning sulami vedel osa on koostisega 60% A ja 40% B. Allpool temperatuuri 540ºC vedelat sulamit enam ei eksisteeri ning tahke sulami koostises on 80% A. Stomatoloogias on üks tähtsamaid tahkeid lahuseid moodustav sulamisüsteem kulla-vase süsteem (tuleb juttu kulla juures).

Eutektilise sulami faasidiagramm Kui eutektilist sulamit koostisega 90% A ja 10% B kuumutatakse punktini x (joonisel üleval vasakul peidus, näha x-jalgu; loe teksti edasi, siis saad aru), siis on süsteem vedelas olekus. Jahutades süsteemi punktini x’ hakkavad moodustuma A kristallid. Edasisel

STOM 2015/2016

7

jahutamisel A kristalliseerub üha enam kuni eutektilise temperatuurini ƒ, kus kogu süsteem tahkestub ning koosneb A kristallidest eutektikumi maatriksis. Sarnane situatsioon kordub, kui sulamit koostisega 20% A ja 80% B jahutatakse temperatuurilt y. Temperatuuril y’ hakkavad vedelas sulamis moodustuma B kristallid ning tahkestumise lõppedes tekib situatsioon, kus B kristallid paiknevad eutektikumi maatriksis. Kui aga jahutada eutektilist koostist 37% A ja 63% B, siis toimub tahkestumine punktis e ja tahkestunud sulam on täielikult eutektikum.

Tina-plii faasidiagrammil on näha sulami 70% Pb ja 30% Sn jahutamist ning temperatuuril 265ºC puhta plii pretsipiteerumist; temp. 215ºC pretsipiteerub veel enam pliid ning vedela sulami koostises on 50% Pb. Eutektilisel temperatuuril on vedela sulami koostises 38% Pb ning edasisel jahutamisel sulami vedel osa kaob nind tekib tahkestunud sulam, mille koostises on 70% Pb. Allpool eutektilist temperatuuri ei toimu enam ei plii ega tina kristallide moodustumist, vaid kristalliseerub tina ja plii homogeenne segu. ABC – liquidus, ADBEC – solidus. Käsitletud sulamit kasutatakse pehme joodisena.

Hõbeda-vase faasidiagrammil näeme jälle soliduse ja liquiduse joont antud sulami kohta. Hõbe ja vask moodustavad eutektikumi temperatuuril 779,4ºC koostisega 71,9% Ag ja 28,1% Cu. Faasidiagrammi servades näeme ka tahke lahuse teket teatud koostiste puhul.

Ternaarse sulami puhul on faasidiagramm juba tunduvalt keerulisema ülesehitusega ning see on kolmemõõtmeline.

STOM 2015/2016

8

2.7. Sulamite omadused

Tahked lahused Neli tegurit, mis mõjutavad tahke lahuse teket:

1. Aatomite mõõtmed - Kui metallide aatomite suurused erinevad vähem kui 15%, siis on nad võimelised moodustama tahkeid lahuseid. Kui üle 15%, siis tekib mitu erinevat faasi.

2. Valents. Sama valentsiga metallid on võimelised moodustama tahkeid lahuseid. Valentsi erinevused lahustunud aine e soluudi ja lahusti e solvendi aatomite vahel määravad elektronide/aatomite suhte sulami

3. Keemiline afiinsus - suure keemilise afiinsusega elemendid moodustavad omavahel intermetallilisi ühendeid. Tahke lahuse puhul võib elementidel olla vähene afiinsus.

4. Kristalliline struktuur – vaid ühesuguse kristallilise struktuuriga metallid on võimelised moodustama tahkeid lahuseid vaatamata elementide vahekorrale sulamis.

Tahkete lahuste omadused

• Sageli on tahketel lahustel suurem tugevus ja kõvadus ning madalam duktiilsus kui kummalgi puhtal metallil (sellel baseerub sulamite tahke lahuse tüüpi kõvastamine). Kahe tahket lahust moodustava elemendi puhul on sulam tugevaim siis, kui mõlemat elementi on selles 50 at% (aatomite protsent).

• Omavad sulamisvahemikku.

• Alati sulavad temperatuuril, mis on madalam kui kõrgema sulamistemperatuuriga koostismetallil.

• Hea vastupanu korrosioonile (parem kui mitmefaasilistel sulamitel). Mõnedel juhtudel on vastupanu korrosioonile parem kui puhastel metallidel (näiteks kroomi lisamine rauale tahkes lahuses, mille tulemusena tekib “roostevaba teras”). Kulla puhul vastupidi: elementide lisamine vähendab vastupanu korrosioonile

Eutektilised lahused

• Tavaliselt kõvemad ja tugevamad kui metallid, mis neid moodustavad, ning enamasti rabedad.

• Eutektilise koostise puhul omavad sulamispunkti ning süsteemi kõik ülejäänud koostised omavad kõrgemat sulamistemperatuuri kui eutektilise segu puhul.

• Halb vastupanu korrosioonile (mitu faasi).

• Kahe faasi vahel toimuv galvaaniline reaktsioon mikroskoopilisel tasandil võib kiirendada korrodeerumist.

Intermetalsed ühendid

• Mõnedes sulamisüsteemides moodustuvad intermetalsed ühendid on tavaliselt väga kõvad ja rabedad ning tihtipeale nende omadused ei ole sarnased neid moodustavate metallide omadustega (Ag2Hg3 hõbeamalgaamis).

STOM 2015/2016

9

2.8. Dentaalsetele sulamitele esitatavad nõuded

• Biosobivus (biocompatibility) – materjal peab omama tolerantsi suuvedelike suhtes ja ei tohi vabastada kahjulikke produkte suukeskkonda.

• Vastupanu korrosioonile: ü väärismetallide kasutamine ü mõnede metallide poolt moodustatava passiivse kattekihi kasutamine (Cr

kasutamine Ni-Cr ja Co-Cr sulamites)

• Vastupanu tuhmistumisele (tarnish resistance) – tuhmistumine on õhuke pinnaladestus, mida võib täheldada kõrge hõbedasisaldusega kullasulamite puhul.

• Allergeensed komponendid ja toksilisus ü Seos korrosiooniga ü Allergia – kvalitatiivne mõiste ü Lokaalne vs süsteemne toksilisus

• Soojuspaisumine – sobiv soojuspaisumine vastava keraamilise massiga on oluline metallokeraamiliste tööde puhul (+ kõrge sulamisvahemik).

• Tugevus Mida rohkem hambapindasid tuleb taastada, seda tugevam peab olema sulam. Mitteväärismetallisulamid reeglina tugevamad: Co-Cr elastsusmoodul - 125-220 Gpa. Au-sulamite elastsusmoodul - 75-110 GPa

• Valatavus Vedel sulam peab täitma valuvormi kõige peenemad kohad ilma et tekiks poorsusi (märguvus - wettability). Siin probleemid mitteväärismetalliga (oksiidide teke, kleepumine vormi seina külge peale jahutamist).

• Viimistletavus, poleeritavus Sulami kõvaduse suurenemisega ja tiheduse vähenemisega muutub raskemaks nii viimistletavus kui poleeritavus.

2.9. Metallokeraamika valmistamiseks kasutatavad sulamid Kasutatakse nii vääris- kui ka mitteväärismetalle.  Nõuded metallokeraamiliste restauratsioonide valmistamiseks kasutatavatele sulamitele:  

1. Peavad moodustama pindmise oksiidikihi portselani keemiliseks kinnitumiseks. Väärismetallidele lisatakse oksiidikihi saamiseks vähesel hulgal mitteväärismetalle.

2. Koostis peab olema selline, et termilise paisumise koefitsent (TPK) oleks veidi suurem restauratsiooni katmiseks kasutatava portselani vastavast näitajast. Liialt suure TPK-de erinevuse puhul võivad tekkida potselanis mõrad. Lisaks peab portselani põletamine ja sellele järgnev jahutamine olema teostatud rangelt vastavuses tootja instruktsioonidega.

3. Metallis sulamisvahemik peal olema oluliselt kõrgem (170-280 kraadi) kui portselani põletamise temperatuur, kuna portselani põletamisel ei tohi metall alt ära sulada.

4. Portselani korduval põletamisel ei tohi tekkida metallkarkassi deformeerumist 5. Biosobivus

6. Lihtne käsitseda, töödelda (sulatamine, valamine, viimistlemine)

STOM 2015/2016

10

2.10. Joodised ja jootmise protseduur

Jootmist ja keevitust kasutatakse proteetiliste restauratsioonide ja ortodontiliste aparaatide valmistamisel kahe või enama detaili ühendamiseks.  Joodis on metall, mis ühendab kahte metallist valmistatud detaili.  Terminoloogia:   Keevitus (welding) – protsess, mille käigus kaks metallist valmistatud detaili ühendatakse ilma veel ühe metalli (joodise) lisamiseta.  Jootmine (soldering) – protsess, mille käigus kaks metallist valmistatud detaili ühendatakse kasutades kolmandat metalli e joodist ning protsess toimub temperatuuril allpool 425ºC.  Jootmine kõvajoodisega (brazing) - protsess, mille käigus kaks metallist valmistatud detaili ühendatakse kasutades kolmandat metalli e joodist ning protsess toimub temperatuuril, mis on kõrgem kui 425ºC.- Stomatoloogias kasutusel sagedamini!    Joodiste jaotus  Pehmed joodised:  • madal sulamisvahemik  • Võivad omada häid mehhaanilisi omadusi, kuid korrodeerumine ei võimalda kasutada suuõõnes.  Kõvad joodised:  • Kõrgem sulamisvahemik, tugevus ja kõvadus ning seetõttu on erinev ka jootmisprotseduur, kus kasutatakse spetsiaalseid leeklampe, ahjusid jne.    Stomatoloogiliste tööde valmistamiseks:  1. kuldjoodised – hea vastupanu tõttu korrosioonile ja tuhmumisele kasutatakse kroonide ja sildade valmistamisel. Koosnevad peamiselt kullast, hõbedast ja vasest ning lisanditena sisaldavad tina, tsinki ja fosforit sulamistemperatuuri ja voolavuse modifitseerimiseks (Au - 45-81 wt%, Ag - 8-30 %, Cu - 7-20 %).    2. hõbejoodised – ortodontiliste aparaatide valmistamiseks. • Tugevus sarnane kuldjoodistele, vastupanu korrosioonile ja tuhmumisele kehvem.    Räbusti (fluss) lahustab pindmised oksiidid ja parandab joodise voolamist detailide vahele.    Joodise valikul võiks lähtuda ideaalse joodise omadustest:  1. Hea voolavus suhteliselt madalal temperatuuril.  2. Sulaolekus piisavalt vedel.  3. Substraadi märgamise (wetting) võime.  4. Hea tugevus võrreldes joodetava struktuuriga.  5. Vastuvõetav värvus (joodis jääb nähtamatuks).  6. Vastupanu korrosioonile ja tuhmumisele.  7. Vastupanu täppkorrosioonile (pitting) kuumutamise vältel.    Jootmisprotseduur ahjus:  1. Detailid ühendatakse kleepevahaga (sticky wax) töömudelil ja sisestatakse  2. Sisestusmassi soojendamine kompenseerimaks substraadi paisumist + niiskuse eemaldamine.  3. Räbusti aplitseerimine kas enne või pärast eelsoojendamist.  4. Jootmine.  

STOM 2015/2016

11

5. Jahutamine u 5 min. Parandab mehhaanilisi omadusi ja suurendab kõvadust ning hoiab ära kaardumust. Iseeneslik jahtumine võib põhjustada liiga rabedat joodist  6. Räbusti jahtub klaasiks ja see eemaldatakse tavaliselt (söövitamise) tälkimise teel – käsiinstrumentidega oht vigastada jootekohta.  

2.11. Üldnõuded stomatoloogias kasutatavatele sulamitele

Ei ole olemas ühtegi puhast metalli, mis vastaks oma füüsikalistelt ja keemilistelt omadustelt ideaalile – just seetõttu kasutatakse hambaravis enamasti metallide segusid e sulameid.        

● Biosobivus (biocompatibility) – materjal peab omama tolerantsi suuvedelike suhtes ja ei tohi vabastada kahjulikke produkte suukeskkonda.

● Vastupanu korrosioonile – • väärismetallide kasutamine • mõnede metallide poolt moodustatava passiivse kattekihi kasutamine (Cr kasutamine Ni-Cr ja Co-Cr sulamites) Vastupanu tuhmistumisele (tarnish resistance) – tuhmistumine on õhuke pinnaladestus, mida võib täheldada kõrge hõbedasisaldusega kullasulamite puhul.

● Allergeensed komponendid ja toksilisus • Seos korrosiooniga • Allergia – kvalitatiivne mõiste • Lokaalne vs süsteemne toksilisus Soojuspaisumine – sobiv soojuspaisumine vastava keraamilise massiga on oluline metallokeraamiliste tööde puhul (+ kõrge sulamisvahemik)

● Tugevus Mida rohkem hambapindasid tuleb taastada, seda tugevam peab olema sulam. Mitteväärismetallisulamid reeglina tugevamad: Co-Cr elastsusmoodul - 125-220 Gpa Au-sulamite elastsusmoodul - 75-110 GPa

● Valatavus Vedel sulam peab täitma valuvormi kõige peenemad kohad ilma et tekiks poorsusi (märguvus - wettability). Siin probleemid mitteväärismetalliga (oksiidide teke, kleepumine vormi seina külge peale jahutamist).

● Viimistletavus, poleeritavus Sulami kõvaduse suurenemisega ja tiheduse vähenemisega muutub raskemaks nii viimistletavus kui poleeritavus.

2.12. Roostevaba terase sulamid, nende kasutamine stomatoloogias

Roostevaba teras – sulam, kus rauale lisatakse juurde 12-13% Cr (ka 17 ja 27%). Vastupanu korrosioonile on seotud kroomi passiveeriva efektiga (Cr2O3). Jaotatakse kolmeks:

• Ferriitne RT – hea vastupanu, madal hind, tugevam kui teised, hambaravis ei kasutata

• Austeniitne RT – varieeruvus suur, nimetatakse 18-8 RT – ortodontilised traadid

o Tüüp 302: 17-19% Cr, 8-10 Ni, max 0,15 C

o Tüüp 304: 18-20% Cr, 8-12 Ni, max 0,08% C + 2% Mg

Implantatide jaoks 0,03% C sisaldusega RT. Eelised ferriitse RT ees:

o Suurem duktiilsus

o Tugevnemine külmtöötlusel – mõningane martensiitne transformatsioon

o Kergem keevitada ja vormida

o Vähesem terade kasv

Vastupanu korrosioonile: sensibiliseerumine – kuumutamisel 400-900 ⁰C (jootmistemperatuur) vastupanu väheneb, kuna tekib Cr-Fe karbiidide pretsipiteerumine terade piiridel; C moodustab (CrFe)4C, eriti temp 650 ⁰C

STOM 2015/2016

12

• Martensiitne RT – kirurgiliste ja lõikeinstrumentide valmistamiseks, vastupanu madalam, voolavuspiir 500 MPa (lõõmutatud) ja 1900 MPa kõvendatud sulamil (karastamine ja noolutamine)

Ferriitne ja martensiitne RT (RKV) on ferromagnetiliste omadustega, austeniit mitte. Mehhaanilised omadused: kliinilises kasutuses oluline elastsusmoodul ja voolavuspiir, varasemalt oli kasutusel 90⁰ nurgani traadi painutamiste arv enne murdumist, mis näitab jäävdeformatsiooni talumist. Temperatuuril 700-800 ⁰C toimub RT traatide rekristallisatsioon mõne sekundi jooksul – voolavuspiir väheneb.; võimalus kasutada madala sulamistemperatuuriga joodiseid + kalestust; suureneb dislokatsioonide arv, duktiilsus langeb

3. Keraamilised materjalid :

3.1. Päevakiviportselan, selle koostis ja leutsiidi moodustumine

Kaalium- ja naatriumpäevakivi – looduslikult esinevad, koosnevad potasest ja soodast, lisaks kaoliin, alumiiniumoksiid ja ränidioksiid. Kui kaaliumi sisaldavat päevakivi segada erinevate metallioksiididega ja põletada kõrgel temperatuuril – moodustub leutsiit ja klaasi faas, mis pehmeneb ja on voolav: pehmenemine võimaldaab portselanipulbri osakestel koaleeruda (paagutamine). Koostis:

o Päevakivi – tooraine, mineraalinakristalliline ja läbipaistmatu, hallist roosani, peamine koostisosa on ränidioksiid, esineb kaaliumalumiiniumsilikaadi või naatriumalumiiniumsilikaadi kujul, sulamistemp ~1290 ⁰C. lisanditena rauda ja vilgukivi (rauda oluline eemaldada – värvus)

o Ränidioksiid – puhtad kvartsi kristallid, põletamisel muutumatu – annab stabiilsuse ja moodustab karkassi muudele komponentidele

o Kaoliin – savi, annab opaaksust, segatuna veega muutub kleepuvaks ja annab vormitavust

o Värvained – frittid toonide saamiseks – segatakse metallioksiidid, päevakivi ja klaas, segu põletatakse ning saadud mass jahvatatakse uuesti pulbriks

Leutsiit – kaalium-alumiiniumsilikaat mineraal, millel kõrge soojuspaisumise koefitsient (20-25 ppm/⁰C). päevakivi kuumutamisel räbustiga (leelismetalli karbonaad) temperatuurini 1150-1530 ⁰C toimub inkongruentne sulamine (ühe sulamisel vedel faas ja sellest erinev kristalliline materjal), tulemusena KAlSi2O6 leutsiidikristallid vedelas klaasis (või K2O · Al2O3 · 4SiO2). Leutsiidi osakaalu reguleerib K2O teatud sisaldus, aga ka temperatuur ja kuumtöötlemise kestus

3.2. Portselani põletus ja põletatud portselani omadused

Sulamistemperatuuri alusel jaotatakse:

o Kõrge sulamistemperatuuriga – 1300 ⁰C o Keskmise sulamistemperatuuriga 1100-1300 ⁰C o Madala sulamistemperatuuriga 850-1100 ⁰C o Ülimadala sulamistemperatuuriga <850 ⁰C

Portselani põletus ehk paagutamine – kuumutamine eesmärgiga saavutada portselaniosakeste kompaktne aglomeraat, toimub osakeste kokkusulamine. Pikaaegse või mitmekordse põletuse korral toimub muutus leutsiidisisalduses, mis võib mõjutada portselani termilist kontraktsiooni ning see võib viia lõpptulemusena mõradeni

STOM 2015/2016

13

metallokeraamilises töös.

Enne põletust – massi eelsoojendus, eemaldub liigne vedelik, umbes 5 min. lõpp-produkti poorsuse vähendamiseks – vaakumahjud, mille abil tekitatakse hõredus ning seega väheneb rõhk portselaniosakeste vahel. Põletus, osakeste sulandumine ning tühimike lukustamine (50 kraadi allpool max põletustemperatuurist, lastakse ahju atmosfäärirõhk). Viimane põletamine – glasuurimine: tugevdada portselani ja anda iseloomuliku läike. Jahutamine – aeglane, sest on oht mõrade tekkeks.

Põletatud portselani omadused: o Keemiliselt väga stabiilne

o Suurepärased esteetilised omadused o Soojusjuhtivus ja soojuspaisumise koefitsient sarnane emaili ja dentiini näitajatele

o Tõmbetugevus madal, survetugevus kõrge o Lineaarne kootumine 11-14%, ruumiline kootumine 28-37%

3.3. Täiskeraamiliste restauratsioonide valmistamise meetodid ja selleks kasutatavad keraamilised massid.

1. Lobrivalu meetod (InCeram Alumina) § alumiiniumoksiidi ja vee segu aplitseeritakse tulekindlale mudelile ning

paagutatakse ⟹ poorne kape ⟹ infiltreeritakse lantaanklaasiga kõrgel temperatuuril ⟹ katmine tavakeraamikaga.

Vt. põhjalikumalt praksi materjali (kontrolltöö küsimus) InCeram Spinel - alumiiniumoksiidi asemel MgAl2O4 kristallid

§ Tugevus ↓

§ Läbikumendumine ja esteetika ↑ (paraneb) § Kasutatakse väikeste restauratsioonide valmistamiseks (panused)

§ Hea ääresulg InCeram Zirconia = InCeram Alumina + tsirkoonium (33 kaalu%)

§ Paindetugevuse ↑ (700 MPa vs 400-500 MPa) NB! Praegu toodetakse InCeram Spinel/Alumina/Zirconia keraamikat ka spetsiaalsete valmisplokkidena CAD- CAM meetodil valmistamiseks

2. Täisalumiiniumoksiidkeraamika (Procera AllCeram keraamika)

§ Kape valmistamiseks kasutatakse ainult alumiiniumoksiidi (minimaalselt 95% Al2O3)

§ informatsioon köndi kuju kohta digitaliseeritakse ⟹ saadetakse Procera laborisse ⟹ CAD-CAM meetodil valmistatakse uus könt ⟹ sellele (veidi suurendatud) köndile pressitakse alumiiniumoksiid + keraamilise kihi pealmine osa töödeldakse CAD-CAM meetodil vastava kuju saavutamiseks ⟹ paagutamine temperatuuril 1550˚C ning kattekeraamikaga katmine.

Sellise kape tugevus on 700 MPa.

STOM 2015/2016

14

§ Teine täisalumiinoksiidil põhinev keraamikasüsteem on Techceram. Siin kasutatakse keraamika köndile kandmiseks leekpihustust ⟹ paagutatakse ⟹ katmine tavakeraamikaga.

§ Täisalumiiniumoksiidkapel põhinevad tööd on tugevad ja hea läbikumendumisega.

§ Puudus: ei ole võimalik tsementeerida komposiittsemendiga (puudub klaas, Si), kuna ei saa sidustada alumiiniumoksiidiga ega ka happega töödelda (mikromehhaaniline retentsioon)

Keraamikat tugevdamine portselani mikrostruktuuri modifitseerimise teel ⟹ klaaskeraamika Klaaskeraamika valmistamisel teostatakse kõigepealt klaasist soovitud kujuga detail (valamine, pressimine) ning seejärel kuumutatakse valminud detaili kristallilise faasi tekkimiseks.

Valatav klaaskeraamika (Dicor) - Praeguseks valmistamine peatatud … !? • Ebapiisav tugevus • Välimine värvimine

koostis:

§ SiO2 § K2O § MgO § MgF2 + vähesel hulgal Al2O3 ja ZrO2 + fluorestseeruvad komponendid ⟶ esteetika

§ Vahamodelleering sisestati fosfaatsidustusega sisestusmassi ning peale kahe-etapilist eelsoojendust ⟶ valamine [Valuvormi temperatuur valamise ajal 900˚C. Valatava klaasi temperatuur 1380˚C]

§ Peale valukanalite eemaldamist saadud kroon uuesti sisestati ja kuumtöödeldi klaasi kristalliseerumiseni e. vilk-keraamika tekkimiseni (vilk – SiO2 vorm).

§ Sobiv toon antakse kroonile hiljem värvimise teel. Iseloomulik “kameeleoniefekt” Klaaskeraamika kristallilise struktuuri tekkeks on vajalik kuumtöötlemine (ceramming), mis sisaldab endas kahte tähtsat aspekti:

1. kristallisatsioonituumade teke

2.kristallide kasv (mõlemate tekke maksimaalne määr esineb erineval temperatuuril). Klaaskeraamika tugevuse tagamiseks peab kristalle olema võimalikult palju ning nende jaotumine klaasifaasis peab olema võimalikult ühtlane Klaaskeraamika mehhaanilised omadused sõltuvad:

• Kristallilise faasi osakeste suurusest • Kristallilise faasi mahufraktsioon

• Faasidevaheliste sidemete tugevus • Erinevused elastsusmoodulis

STOM 2015/2016

15

• Erinevused soojuspaisumises

Mõrad tekivad tavaliselt sisemise või pindmise defekti tõttu ning tavaliselt klaasifaasis (nõrgem kui kristalliline faas) ⟹ mõrade tekke vähendamiseks peab kristalliliste osakeste vahele jääv vahemaa olema võimalikult väike ning kristallilise faasi mahufraktsioon peab olema võimalikult suur.

3. Klaaskeraamika 3.1. Leutsiittugevdusega klaaskeraamika

Leutsiiti leidub tardkivimites, milles ei leidunud piisavalt SiO2 et oleks moodustunud päevakivi. Peamine erinevus leutsiidiga tavakeraamikast:

leutsiidisisaldus piisavalt suur et tagada tugevus (120MPa). Nt. IPS Empress [mahuliselt 35% leutsiidikristalle, valmistamisprotsessi järgi on presskeraamika. Presskeraamika valmistamisel surutakse eelsoojendatud keraamiline mass rõhu all vormi, kus keraamiline mass jahtub ning tulemuseks on soovitud kujuga detail. Kattekeraamika sisaldab samuti leutsiidikristalle klaasmaatriksis.

3.2. Liitiumdisilikaat-tugevdusega klaaskeraamika klaasmaatriksis kasutatakse:

§ tugevdava faasina - liitiumdisilikaatkristalle (Li2Si2O5) § kattematerjalina - apatiitkristallidega keraamikat

Apatiidi kristallid hajutavad valgust sarnaselt naturaalsele emailile. Mikrostruktuur: palju väikeseid, omavahel lukustuvaid kristalle, mis takistavad mõrade

teket ja levikut ⟹ Paindetugevus 350-450 MPa. Valmistamine sarnaneb leutsiitkeraamika pressimisele, erinevus vaid madalama temperatuuri kasutamises (920°C). Pressitava klaaskeraamika omadused:

• Täpne sobivus köndiga (prep. piir) • Suurepärane esteetika ja läbikumendumine • Metallivaba • Puuduseks liialt vähene painde- ja murdetugevus sildade valmistamiseks

4. Tsirkooniumoksiid (Zr𝐎𝟐) Tsirkooniumoksiidist karkasse kasutusel alates 1990-te algusest

Tsirkooniumoksiid esineb looduses mitmete kristallifaasidena sõltuvalt erinevatest lisanditest (CaO, MgO, Y2O3, CeO2).

Hambaravis kasutatakse ütriumoksiidiga osaliselt stabiliseeritud ZrO2 keraamikat (Y-TZP) - 3mol% ütriumoksiidi lisamine puhtale ZrO2

Kui puhast ZrO2 kuumutada temperatuuril 1470°-2010° C ja seejärel jahutada, siis toimub kristallstruktuuri muutus tetragonaalsest monokliinseks (1150° C) ning suureneb ka maht (mõni protsent). + 3mol% ütriumoksiidi lisamine puhtale ZrO2

STOM 2015/2016

16

Kui sellisest materjalist valmistatud detailis hakkavad tekkima praod (crack), siis toimub transformatsioontugevnemine (sitkuse suurenemine) tetragonaalsest struktuurist ⟹ monokliinne

Transformatsiooniga kaasneb 3%-line mahu suurenemine ⟶ avaldab prao piirkonnale survejõudu ning prao suurenemine peatub

NB! osaliselt stabiliseeritud ZrO2 on väga tugev materjal (paindetugevus 900MPa) 5. CAD-CAM (Computer Aided/assisted Design –Computer Aided/assisted Manufacturing/Milling) Keraamilise ploki freesimine arvuti juhtimisel.

3.4. Portselani metalli külge kinnitumise mehhanismid ja seda mõjutavad tegurid Keraamika kinnitumine metalli külge:

1. Keemiline side ⟶ oksiidikiht metalli pinnal

Kuumutatuna (vaakumis/atmos. tingimustes) moodustavad mitmed elemendid (Fe, In, Sn …) valatud detaili pinnale oksiide, mille külge kinnitub opaakportselan (iooniline + kovalentne side) 2.Mehhaaniline side

§ Mikroabrasioon metalli pinnal ⟶ mind suureneb § Survejõud

Kui metallisulami termilise paisumise koefitsient on veidi suurem kui keraamikal ⟶ restauratsiooni jahtumisel peale portselani põletamist metallkarkass kootub kiiremini kui portselan. Seda kootumist pidurdab portselani madalam termilise paisumise koefitsient ⟹ metallkarkassile mõjub tõmbejõud ja portselanile mõjub survejõud. [portselan talub survejõudu paremini kui tõmbejõudu]

3. van der Waalsi jõud – vähene efekt/tähtsus MK töö teostamiseks on vajalik saavutada side portselani ja metallkonstruktsiooni

vahel: § portselani põletustemperatuur peaks olema madalam sulami sulamistemperatuurist

§ portselani termiline kontraktsioon peab ligilähedaselt sobima sulami vastava näitajaga § klaas peab märgama metalli

§ soojuspaisumisest ja kootumisest tingitud pinged ei tohi ületada klaasi tõmbetugevust § sulamid peavad omama kõrget sulamisvahemikku ja õhukest oksiidikihti

Termiliste kontraktsioonide suur erinevus (1,7 ppm/°C kohta) võib tekitada toatemperatuurile jahutamisel nihkedeformatsiooni ning see võib viia sidustuse katkemisele. Kui kontraktsioonide erinevus on 0,5 ppm/°C, siis on mõra tekke võimalus väga väike ning seetõttu nimetatakse selliseid süsteeme termiliselt sobivateks metallokeraamika süsteemideks.

§ sulamil peab olema kõrge elastsusmoodul ja roomavuse puudumine portselani

STOM 2015/2016

17

põletuse ajal (läbivajumine)

§ sulam peab enne portselani pealekandmist olema korralikult puhastatud (gaasivaba + liivaprits). Alles siis võib järgneda portselani pealekandmine

4. Polümeerid : 4.1. Polümeeride konfiguratsioon, konformatsioon ja taktilisus

Polümeerne aine koosneb paljudest, tavaliselt erineva molekulmassiga makromolekulidest (ntpikkadest ahelmolekulidest), mis on moodustunud paljude väikeste molekulide e monomeeride liitumisel Lisaks polümerisatsiooniaastmele määrab oluliselt polümeeri põhiomadusi ka ahelastruktuur. Ø Konfiguratsioon – polümeeri struktuur, mis on määratud keemiliste sidemete poolt

ning seda ei saa sidemete lõhkumiseta ja taasloomiseta muuta.

Kui sp3-hübridiseerunud süsiniku aatomi küljes on neli erinevat asendusrühma, siis saab esineda vaid peegelpilt sellest konfiguratsioonist. [Tsentraalsed aatomid = asümmeetrilised]

Enantiomeerid - kaks ühesuguse koostise ja sidemetega ühendit, mis on eristatavad nende kiraalsuse e käelisuse järgi = [stereoisomeeria e konfiguratsiooniisomeeria]

Asümmeetriliste süsinikuaatomitega polümeerid on eristatavad konfiguratsiooni järgi ning on oma kindlas seisundis lukus, mis võimaldab neid eristada. § Enantiomeeride keemilised ja

füüsikalisedomadused on sarnased, välja arvatud optiline aktiivsus.

§ Enantiomeeride segu nimetatakse ratseemiliseks seguks ja see ei ole optiliselt aktiivne.

§ Diastereomeerid – molekulil kaks kiraalkeset, tegemist ei ole peegelpildiga Cis-konfiguratsioon - asendusrühmad asuvad ühel pool kaksiksidet Trans-konfiguratsioon – asendusrühmad asuvad kaksiksideme vastaspooltel Ø Konformatsioon - struktuur, kus on võimalik

aatomite/molekulide roteerumine σ-üksiksideme ümber.

[Tetraeedrilise paigutusega sp3-hübriidorbitaalidega süsinikuaatomi puhul] N: metüülrühm võib roteeruda selle molekuli suhtes, mille küljes ta on

STOM 2015/2016

18

• Rotatsioon muudab kummalgi pool sidet asuvate aatomite ja rühmade ruumilist asukohta

• Üleminek ühelt konformatsioonilt teisele toimub ilma sidemete lõhkumiseta (ainult rotatsioon).

Ø Taktilisus = polümeeri molekulaarstruktuuri korrapärasus

Konfiguratsiooniliste korduvühikute (=monomeeride ) järjestus piki polümeeriahelat. 1. Isotaktiline polümeer - asendajate/külgrühmade asetus piki ahelat on alati sama

2. Sündiotaktiline polümeer - külgrühmade (keemiliselt ja suuruselt identsed) regulaarselt vahelduv asetus peaahela tasapinna suhtes

Isotaktline + sündiotaktiline polümeer ⟹ omavad korduvat struktuuri nii keemiliselt kui konfiguratsiooni

poolest ⟶ saavad kergesti moodustuda regulaarsed kogumid [eeldusel et piisab rotatsioonidest järjestikuste sidemete ümber et saavutada korrektne orientatsioon iga süsinikuaatomi juures]

• Sellised polümeerid kristalliseeruvad kergesti Regulaarne kogum = kristall (?) 3. Ataktiline polümeer - korduvühikute identsete külgrühmade juhuslik asetus peaahela tasapinna suhtes

• ei ole üldse võimelised kristalliseeruma.

• amorfsed

• moodustavad materjale mis on vähem rabedad kui nende kristallilised vasted.

Polümeeriahelatest tuleneb ka materjali plastsus: polümeeriahelad või nende osad on kergesti ümberpaigutatavad tavapärastest juhuslikest pundardest väljavenitatud ahelateks mõõduka jõu rakendamisel.

See omakorda sõltub rotatsioonist sideme ümber ahelas ning

selle rotatsiooni teostatavuse suhtelisest kergusest, mis mõjutab kogu polümeeri füüsikalisi ja mehhaanilisi omadusi. Põhimõte:

selleks, et toimuks polümeeriahela konformatsiooni muutus (= rühmade rotatsioon sidemete ümber), on vaja rakendada jõudu ning vajaliku jõu suurus on iga konkreetse polümeeri puhul erinev (vt. järgmised küsimused)

4.2. Konformatsioon ja potentsiaalne energia

STOM 2015/2016

19

Etaani (C2H6) süsinike aatomite vaheline σ-side võimaldab metüülrühmade rotatsiooni ja seeläbi kõikvõimalikke asendeid (rotatsioonis) teineteise suhtes. Kõigist võimalikest asenditest märgitakse eraldi kaht: kaldkonformatsioon (staggered) ja varjutav (eclipsed) konformatsioon (sõltuvalt vesinikuaatomite kattumisest vaadelduna piki C-C σ-sidet).

Kaldkonformatsioon (a) ja varjutav konformatsioon (b)

Vesiniku aatomite vähese steerilise interferentsi (takistuse) tõttu on metüülrühmade roteerimiseks vajalik energia, mis kahe erineva asendi vahel on 12 kJ/mol e 2,9 kcal/mol. Kuna iga vesiniku aatomi jaoks on kolm samaväärset asendit, siis energia varieeruvus on tsükliline kolme harja ja kolme madalseisuga (trough) ning iga kõvera osa on samaväärne teistega. Harjad iseloomustavad energiabarjääri vabale rotatsioonile ümber C-C sideme, varjutav konformatsioon on suurima energiavajadusega ja seega vähim soovitav asend. Madalaima energiaga väändenurgad (torsion angle) on stabiilsemad. Rotatsioon seega aktiveeritud protsess, mis vajab aktivatsioonienergiat. Tegemist on temperatuurist sõltuva protsessiga. Minimaalse energiaga positsioone võib nimetada pöördisomeerideks ehk rotameerideks.  

Pikema süsinikuahela (butaan C4H10) puhul võib kaldkonformatsioonis eristada kaht alavormi: siksakmudel (gauche), kus terminaalsed metüülrühmad asuvad lähestikku, ja anti-konformatsioon, mille puhul metüülrühmad asuvad vastamisi. Sellest tuleneb veel suurem varieeruvus rotatsiooni energias, kuna varjutavas konformatsioonis on metüülrühmade omavaheline steeriline interferents (e interaktsioon) suurem ja suurem on ka metüülrühma ja vesiniku vaheline interferents kui vesinik-vesinik vahel.

STOM 2015/2016

20

Vesinikust suuremate asendajatega süsinikuahelate puhul on takistus mitte ainult steeriline, vaid ka sidemetest tulenev, kus tegemist molekulaarsete orbitaalide elektronipilvede tõukumisega. Lõplik efekt suure tähtsusega: polüetüleeni molekulis vesiniku aatomi asendamisega iga teise peaahela süsiniku juures metüülrühmaga saame polüpropüleeni, mis on jäigem peamiselt rotatsioonilise steerilise takistuse tõttu. Külgrühmade suurenedes suureneb ka energiabarjäär rotatsioonile. Seega on ilmne, et polümeeriahela väljavenitamiseks vajaminev töö sõltub sellest, kui palju energiat kulub iga ahelalüli rotatsioonile.

4.3. Polümeeride viskoossust mõjutavad tegurid

1. Ahela pikkus - Mida pikem ahel, seda rohkem võib selles olla takerdumisi põimumisest ja

seda keerulisem on ahelatel mööduda üksteisest (reptation – vingerdamine) ja seega on suurem takistus ka voolavusele. Viskoossuse mõju olenevalt molekulmassist iseloomustab η ∝ M β , kus eksponendi β väärtus ei ole kunagi täpselt 1. madala polümerisatsiooniastme (ahelad, milles alla 1000 ühiku) puhul on β väärtus 1 ja 2 vahel.

a. Põimumine (takerdumine, entanglement) - Kui polümerisatsiooniaste on üle 1000, siis β on pea alati ligikaudu 3,5. Selline äkiline muudatus osutab kriitilisele ahelapikkusele, mis on polümeeri keemilisest koostisest sõltumatu. Kriitiline ahelapikkus – polümerisatsiooniaste (minimaalne ahelapikkus), millest suuremate väärtuste korral viskoossus suureneb kiiremini tänu ahela takerdumisele (lineaarsete ahelatega polümeeride koormustaluvuse tekke eeldus). Künnismolekulmass. Samuti tähendab kriitiline ahelapikkus ka kriitilist punkti selliste polümeeride tugevuses. Nüüd langeb mõjuv jõud peamiselt primaarsetele sidemetele (muidu ahelate vahel van der Waals), ja kuna takerdumise tõttu puudub võimalus ahelatel üksteisest mööda libiseda, siis toimub primaarsete sidemete lõhkumine.

b. Ahelasegmendid, ahelalõigud - Voolamise tekkeks on vajalik, et mõjuv jõud tekitaks materjalis nihkepinge. Nihe tähendab ühe kihi või molekuli libisemist teisest mööda. Kuna enamus polümeere on amorfsed (juhuslikud sasipuntrad), siis nad on enamasti risti voolusuunaga. Deformatsiooni saavutamiseks tuleb ahelaosasid liigutada järk-järgult. Ühe lingu liigutamine võimaldab teisel liikuda eelmise asemele, mis omakorda võimaldab edasisi muutusi. Seega on vaatluse all väikese ahelaosa e. ahelalõigu piires toimuv muutuse (tegevuse) ühik (unit of action). Täpne definitsioon nii pikkuse kui ka asukoha mõttes puudub.

STOM 2015/2016

21

2. Temperatuurisõltuvus - Peamiselt on see polümeeriahelaosa võime liikuda läheduses asuvasse ruumi. See liikumine on sarnane aatomite ja väiksemate molekulide difusiooniga ja erinevuseks on, et liikuvate osade otsade liikumine on piiratud, kuna on kinni suurema ahelaosa küljes või puntras. Seega on tähelepanu all ahelalõikude difusioonitegur (diffusivity). Polümeeride viskoossus on temperatuurist sõltuv. Ahelakonformatsiooni muutmiseks on vajalik aktivatsioonienergia Ea (sideme rotatsiooniks). Arrheniuse võrrand kirjeldab temperatuuri mõju keemilise reaktsiooni kiirusele. Temperatuur suurendab molekulide agitatsiooni (ärritust) ja seetõttu ka ruumi, mida nad püüavad hõivata, suurendades molekulidevahelist interferentsi (sekkumist). Kombineerides kaht suhet saab väljendada viskoossuse sõltuvust temperatuurist η ∝ T · e Ea/RT. Butaani taoliste väikeste molekulide korral (külgahelates vaid vesinik) on rotatsioonibarjääriks energeetiliselt 20 kJ/mol, tavapärasemate polümeeride korral 45 kJ/mol. (Vahemikus 0-100°C võib viskoossuse muutus olla sajakordne.) Kuna temperatuuti tõustes võib märkimisväärne voolavus tekkida juba väga väikeste pingete korral, siis hambaravis kasutatavate polümeeride (PMMA – polümetüülmetakrülaat) puhul tuleb vältida proteesi poleerimisel tekkivat kuumust ja kuumas vees hoidmist.

4.4. Klaasisiirdetemperatuur

Klaasisiirdetemperatuur ehk klaasistumistemperatuur Tg - igale polümeerile iseloomulik temperatuur, milleni jõudes amorfne faas läheb klaasiolekust üle plastsesse (kummitaolisse) olekusse. Klaas-kummi üleminek on teist järku termodünaamiline siire, sest ei toimu entalpia muutust, suurenevad vaid erisoojusmahtuvus cp, soojuspaisumistegur α ja isotermiline kokkusurutavus k. Tg piirkonnas langeb tugevasti elastsumoodul (u 1000 korda temperatuuri tõusul 20-30 °C) ning see langus sõltub kristallilisus- ja ristsildamisastmest. Kuigi materjali omadused kuumutamisel muutuvad, ei tohi klaasisiirdetemperatuuri segamini ajada sulamistemperatuuriga (mis on oluliselt suurem ja sageli polümeerid lagunevad enne selle temperatuuri saavutamist. Enamus polümeere laguneb enne keemispunkti, ristsillatud lagunevad enne sulama hakkamist). Amorfsed polümeerid on temperatuuril > Tg viskoossed vedelikud, temperatuuril < Tg on materjal tahke, kuid ilma korrapärase struktuurita. (kui toatemp > Tg siis tegemist elastomeeriga, kui toatemp < Tg siis tegemist jäikade polümeeridega). Tg on iga polümeeri jaoks erinev, kuid paljud polümeerid on toatemepratuuril > Tg . Polümeeride kristallilise osa sulamine toimub kõrgemal toatemperatuurist. Klaasisiirdetemperatuuril tekkiv eriruumala ja erisoojusmahtuvuse suurenemine on järsk. Sellise hüppelise muutuse suurus on üleminekuks vajaliku energia hulk.

 

4.5. Polümeeride kristallilisus

STOM 2015/2016

22

Vajalike omaduste, peamiselt sitkuse saavutamiseks, peavad enamus hambaravis kasutatavatest polümeeridest olema amorfsed (mittekristallilised). Ainult isotaktilised ja sündiotaktilised polümeerid on võimelised kristalliseeruma. Aga see ei ole piisavaks tingimuseks. Kristallilisus on polümeeri hiiglaslikes molekulides suhteline fenomen. Isegi polüetüleeni puhul, kus puuduvad külgmised rühmad ja ahel on hargnemata, ei saa toimuda täielikku kristallisatsiooni. Selleks neli põhjust: A)Polüdisperssus. Molekulidel on erinevad mõõtmed, kuna ahelakasv on juhuslik. Seetõttu juhuslikult lähestikku sattunud molekulidel jäävad alati mõned omavahel sobimatud ahelalõpud, mis jääb üle kui ebaregulaarselt keerdunud (coiled) materjal isegi kui ülejäänud materjal on kristalliseerunud. B)Perioodilisus. Molekulid on perioodilised, polümeerid koosnevad juba definitsiooni järgi korduvatest ühikutest. See omadus võimaldab ühe ahela segmendi sobitamist teise ahela ekvivalentse segmendiga. See sobitamine võib toimuda ahelate mistahes osades sõltumata mittesobivate (unmatched) lõpposade suurustest. Energia erinevus sellise kahe sobiva osa vahel on mittearvestatavalt väike ja ei anna termodünaamilist tõuget muutuseks. Teisisõnu, ahela ühe osa sobitamine teise ahela suhtes (piki seda) ei anna keskmise tulemusena madalamat energiataset (energy state).

C) Pöörduvus (reversibility). Ahelad lihtsates polümeerides võivad olla pöörduvad, st ei ole võimalik kindlaks teha liikumissuunda piki ahelat, nii et ahel võib tagasipöördunult joonduda iseendaga. See on võimalik ka „suunaga“ ahelate puhul. Sellise protsessi tulemusena jäävad alles silmused, mis jäävad korrastamata piirkondadesse.

D) Tõenäosus. Tõenäosus saavutada kristallilisust sulaoleku mõõdukal jahutamisel on väga väike. Ahelad on takerdunud olekus (entangled) ja viskoossus on suur. Molekulid on sedavõrd suured, et ahelaosad võivad olla mitmes erinevas „kristallilises“ piirkonnas samaaegselt. Siiski on ka piirkondi, kus juhuse tahtel ahelad joonduvad piisavalt hästi et näida kristallilisena, omades suuremad korrastatust kui mujal. Neid piirkondi võib nimetada kristalliitideks. Selliste piirkondade suurused, st ahelate pikkused ja hulk, sõltuvad paljudest asjaoludest. Seega on võimalik rääkida kristallilisusest vaid suhteliselt, st alates täielikult joondunud, regulaarsetest ridadest kuni täieliku amorfsuseni välja. Seda kõike kokku võttes jõuame polümeeri kristallilisuse mitsellkristalliidi mudelini (fringed micelle). Ahel võib liikuda ühe kristalliidi juurest teise juurde läbides vahepeal amorfseid lõike, moodustades vahepeal silmuseid jne. Kristalliitide piirid, nagu ka amorfsete piirkondade täpsed piirid on raskesti sedastatavad. Seega sõltub kristallilisuse määr suuresti polümeeri tüübist, samuti ka kõvastumise ajast ja temperatuurist.

4.6. Allajahtumine

Klaase, nii ränidioksiidil põhinevaid, orgaanilisi polümeere, või mõnda muud süsteemi, võib pidada allajahutatud vedelikeks; selle all mõistetakse seda, et vedelikule omane juhuslik korrastamata struktuur säilub temperatuuril alla külmumispunkti (tahkumispunkti). See tekib peamiselt seetõttu, et tahkumisprotsess ei kesta piisavalt pikalt et saaks toimuda difusioon ja kristallilise struktuuri teke. Raskema difusiooniprotsessiga süsteemide, nagu polümeerid, puhul ei piisa kristallisatsiooni tekkeks isegi väga aeglasest jahutamisest

Allajahtumise korral graafikul punktini Tf amorfse polümeeri joone kallak ei muutu, sest struktuuris muutusi ei toimu, säilub vedelikule omane juhuslik struktuur ülalpool tõelist sulamispunkti. Polümeerides on klaasistumise

STOM 2015/2016

23

(ja et ahelasegmentide liikumise mõju omadustele lakkaks) saavutamiseks vajalik edasine jahutamine. Tg ei ole nii täpselt defineeritud temperatuur kui tavamolekulide Tf kuna iseloomulike ahelalõikude liikumise tekkeks on vajalik aktivatsioonienergia. Kuna olekumuutust ei toimu, siis materjali käitumine on tõenäosuslik e protsess põhineb juhuslikel sündmustel (probabilistic). Temperatuuri tõustes suureneb ka võimalus ahelasegmendi vabaks liikumiseks. Mida kõrgem on temperatuur, seda vähem võtab keskmiselt aega mistahes segmendi liikumine.

4.7. Polümeeride venitamine, sitkus, omaduste sõltuvus temperatuurist

Tõmbejõu mõjumisel polümeeriahelale, peab põhjustama ahela sirgenemise. Suur osa deformatsiooni energiast läheb segmentide rotatsioonile, mis on oluliselt lihtsam sidemete venitamisest, kuid ka seal leiab aset ahelate üksteisest mööda libisemine e .venitumine. Selle käigus molekulid joonduvad üksteisega rohkem kui juhusliku puntra olekus, ning struktuuri üldine regulaarsus suureneb.

Materjal muutub rohkem kristalliliseks. Selle tulemusena muutub materjal jäigemaks tõmbes, st suureneb elastsusmoodul.Näiteks täiesti kristalliline polüetüleen (st täiesti joondunud ahelatega) on 80 korda jäigem piki ahelat kui kogumaterjal. Risti venitussuunaga on deformatsioon suhteliselt takistusteta, sarnane algse juhusliku puntraga.

Kui tõmbedeformatsioon ei ole väga vähene, siis suhteline ahelate libisemine tähendab seda et kui tõmbejõud eemaldada, siis vaatamata vähesele elastsele taastumisele säilitab deformeerunud materjal uued omadused. Seda nimetatakse kalestuseks (strain-hardening). Seda tuleb eristada metallide kalestusest, mis on täiesti erinev protsess.

Polümeeride sitkus, nende võime absorbeerida energiat enne murdumist, on selgelt seotud raskustega ahelate joondumises venitamise käigus. Nii ahelatesiseste kui – vaheliste steeriliste takistuste (ahelasegmendi rotatsioon ja libisemine) ületamiseks on vaja teha tööd. Nende kahe protsessi teostamise lihtsus sõltub aktivatsioonienergia olemasolust, st mis temperatuuril toimub protsess Tg suhtes. Seega sõltub polümeeri sitkus temperatuurist ja ajast, mille jooksul toimub venitamine. Nii võib polümeeride puhul rääkida ahelasegmentide difusioonist, mitte aatomite ja terade liikumisest nagu metallide korral.

Klaasistumine märgib vaid üht paljudest muutuste staadiumidest polümeeride termomehhaanilistes omadustes. Elastsusmoodul vs temperatuur graafikul on selgelt näha, kuidas temperatuuri tõustes järkjärgult suureneb molekulaarne liikumine. Välja on töötatud terminoloogia erinevate olekute kohta ja see kehtib kõigi polümeeride kohta sõltumata keemilisest koostisest (hard glass, soft glass,(Tg) leather, rubber, semi-solid, liquid).

STOM 2015/2016

24

4.8. Aja ja temperatuuri ekvivalentsus

Nii aeg kui temperatuur mõjutavad kõiki polümeeride mehhaaniliste omaduste aspekte. Mida kõrgem on temperatuur, seda madalam on moodul, suurem duktiilsus ja madalam voolavuspiir. Madalamatel temperatuuril on ümberkorraldusteks vähem energiat, seega vaibeaeg(relaksatsioon) on pikem. Temperatuuri vähendamine võrdub deformatsiooni kiiruse suurendamisega, st väheneb aeg mistahes aktiveeritud protsessi (ahelasegmendi difusioon) toimumiseks. . Madalatel temperatuuridel määravad omadusi primaarsidemete jäikus, temp. üle klaasistumistemperatuuri aga ahelasegmentide liikuvus.

4.9. Plastifikaatorid, hargnenud ahelad ja ristsildamine

Polümeeride omadused on oluliselt määratud ahelaosade liikumisega. Plastifikaatoreid e seesmisi lubrikante kasutatakse ahelasegmentide liikuvuse, elastsusmooduli vähendamise v venitatavuse hõlbustamiseks. Nende ainete väikesed liikuvad molekulid lahustuvad tahkes polümeeris, kui nad ei moodusta tugevaid sidemeid polümeeriga. Nad loovad rohkem ruumi ahelate liikumiseks, hoides ahelaid üksteisest eemal ja vähendades va der Waalsi jõude ning samas olles liikuvamad kui polümeeriahelasegmendid tänu sellele, et neid puuduvad piirangud nii orientatsioonis kui asendis. Plastifikaatorite lisamine on võrdne temperatuuri suurendamisega, sest klaasistumistemperatuur langeb.

Hargnenud ahel tähendab ahela kinnitumist üht otsa pidi teise ahela külge, ristsildamine on ühendus kahe ahela vahel ahela jooksul(mitte otstes). Ristsildamisel polümeeri tugevus suureneb, samuti ka elastsusmoodul ning kaob vedelikule omane voolamine. Suure ristsildamisega polümeerid võivad olla väga rabedad, kuna tõuseb klaasistumistemperatuur. Venitamine muutub võimatuks, kalestumist ei toimu ega voolamist temperatuuri tõstmisel, sest enne tekib materjali lagunemine.

4.10. Polümerisatsioon Kahe või rohkema samatüübilise keemilise produkti (monomeeri) ühinemine ning uue ühendi moodustumine, milles on samad elemendid samades proportsioonides, kuid mille molekulmass on suurem ning füüsikalised omadused erinevad algse monomeeri omast. Polümerisatsiooni aste näitab elementaarlülide arvu polümeeris. Polümerisatsiooniastme vähendamine on sama mis temperatuuri tõstmine.

4.11. Akrüülpolümeeri pulbri ja vedeliku koostis

Pulber

Enamus toodetest sisaldab polü(metüülmetakrülaati), mida on modifitseeritud vähese hulga etüül-, butüül-, või muu alküülmetakrülaadiga parandamaks materjali vastupidavust löögile. Lisaks sellele sisaldab pulber initsiaatorit (bensüülperoksiid), mis algatab monomeeri vedeliku polümerisatsiooni peale segamist pulbriga. PMMA-le lisatakse sobiva värvuse saavutamiseks erinevaid pigmente. Opaaksust lisatakse tsingi-, enamasti aga titaanoksiidi abil. Veresoonte simuleerimiseks lisatakse akrüülmassile nailonist või akrüülist valmistatud sünteetilisi kiude. Klaasfiibri ja tsirkooniumsilikaadi terakeste lisamist kasutatakse akrüülmassi jäikuse suurendamiseks ja termilise paisumise vähendamiseks. Praegused baasisamaterjalina kasutatavad polümeersed massid enamasti ei ole röntgenkontrastsed ning patsiendi poolt aspireeritud proteesitüki täpse asukoha määramine on praktiliselt võimatu.

STOM 2015/2016

25

Vedelik

Enamasti on akrüülmassi vedelaks komponendiks metüülmetakrülaat, millele lisatud muid monomeere. Kuna monomeerid polümeriseeruvad kuumuse, valguse või hapniku mõjul, siis monomeeri säilitamiseks lisatakse neile inhibiitoreid. Kui peroksiidi lagunemiseks ja järgnevaks polümerisatsiooniks on lisatud monomeerile keemilisi kiirendeid, siis selliseid polümeere nimetatakse sageli autopolümeriseeruvateks. Elastsema polümeeri saavutamiseks lisatakse massile plastifitseerivaid aineid, milleks on tavaliselt madala molekulmassiga estrid.

4.12. Erinevate PMMA-l põhinevate baasismaterjalide kirjeldus

PMMA – polümetüülmetakrülaat. Enamus proteese valmistatakse kuumkõvenevast polümetüülmetakrülaadist. PMMA-l põhinevad baasismaterjalid: • Valatavad massid – antud massi puhul polümeeriterade mõõtmed on tunduvalt

väiksemad kui toatemperatuuril polümeriseerivatel PMMA-del. Pulbri ja vedeliku kokkusegamisel tulemuseks on väga vedel seg, mida valatakse agarhüdrokolloid või kipsvormi ning polümerisatsioon toimub rõhu all (0.14 MPa)

• Suure löögisitkusega materjalid – neid polümeere on tugevdatud butadieen-stüreen kummiga. Kummipartiiklid on poogitud metüülmetakrülaadi külge eesmärgiga kinnituda akrüülmaatriksi külge.

• Kiire kuumpolümerisatsiooniga massid – materjalid, mis kuumpolümeriseeritakse kohe peale küveteerimist. Kiire ja pooridevaba polümerisatsiooni saavutamiseks on initsiaator kombinatsioon keemilisest ja kuumpolümerisatsiooni initsiaatorist. Küveteeritud mass asetatakse keevasse vette ja keedetakse 20 minuti vältel. Peale jahutamist toimub proteesi küvetist eemaldamine, viimistlemine ja poleerimine.

• Valguskõvastuvad baasismaterjalid – nende materjalide koostises on fotoinitsiaatorsüsteem. . See materjal on saadaval lehtedena, mis adapteeritakse mudelile ning kõvastatakse spetsiaalses valguskambris.

4.13. Stomatoloogias kasutatavate plastmasside omadused

Tugevusega seotud omadused

• Tõmbe- ja survetugevus - siin on täheldatavad väikesed erinevused PMMA ja polüvinüülakrüüli vahel, siiski on mõlema plastmassi näitajad piisavad osalise või totaalproteesi valmistamiseks. Proteeside murdumised tulenevad põhiliselt proteesi kukkumisest või valest konstruktsioonist, aga ka tsüklilistest pingetest (koormamisest) tekkinud paindeväsimus.

• Elongatsioon – materjalid, millel on suur tõmbetugevus ja elongatsioon on sitked (polüvinüülkloriid, polüetileen), vähesema elongatsiooniga materjalid on haprad.

• Elestsusmoodul - mida suurem on elastsusmoodul, seda vähem on proteesi elastne deformatsioon mälumisjõudude mõju tagajärjel. Polüvenüülakrüülidel see näitaja on väiksem kui PMMA-l

• Proportsionaalsuspiir - Proteesibaasiste valmistamiseks kasutatav materjal peab omama piisavalt kõrget proportsionaalsuspiiri et ei toimuks deformatsiooni mälumisjõudude mõju tagajärjel.

• Löögisitkus - näitab löögi tagajärjel purunenud materjalis neeldunud energiat. Polüvinüülakrüülidel on see näitaja poole suurem kui PMMA-l ning seega on

STOM 2015/2016

26

polüvinüülakrüülidel suurem vastupanu murdumisele. Plastifitseerivate ainete lisamine võib parandada plastmassi löögisitkust. Kummipartiklitega tugevdatud akrüülmaterjalid omavad teistest materjalidest suuremat löögisitkust, kuid seda vähendab oluliselt pinnadefektide olemasolu.

• Põikkoormuse taluvus ja läbipaine - põikkoormuse taluvust testitakse akrüülmasside puhul kõige rohkem, kuna see on analoogne proteesi suus koormamisega. Põikkoormuse taluvuse puhul tegemist tõmbe- ja survejõu kombinatsiooniga, kuhu lisanduvad proportsionaalsuspiiri ja elastsusmooduli elemendid.

• Väsimustugevus – iseloomustab materjali vastupanu tsüklilise koormuse mõjule

• Purunemissitkus - Tavaliselt testitakse purunemissitkust täkkega katse-eksemplari painutamise teel kuni murdumiseni. Parim näitaja on kiire kuumpolümerisatsiooniga materjalidel, halvim valatavatel akrüülmassidel.

• Roomavus- e penetratsioonikatse - selle käigus uuritakse erinevate plastmasside taastumist neile avaldatud lokaalsest survest. Selleks avaldatakse uuritavale objektile 1,27 cm läbimõõduga kuuli kaudu 30 kg suurust survet 10 minuti jooksul. Taastumiseks antakse aega samuti 10 minutit. Kuivade katse-eksemplaride taastumine oli 86-89% ja vee sees hoitud eksemplaride puhul 84-88%.

• Kõvadus – PMMA-de ja polüvinüülakrülaatide Knoop’i kõvaduse näitaja viitab sellele, et need materjalid on kergesti kriimustatavad ja alluvad kergesti abrasioonile

• Vastupanu abrasioonile - katse käigus surutakse proteesibaasisena kasutatavat materjali 37˚ C vee keskkonnas 1 tunni vältel vastu ränikarbiidliivapaberit ning seejärel mõõdetakse kadunud materjali hulk. Kõigil akrüülmaterjalidel on see näitaja ligikaudu sama

Termilised omadused • Soojusjuhtivus – stomatoloogias kasutatavad akrüülmassid on halvad soojusjuhid, seetõttu

käitub proteesibaasis suulae ja suuõõnes viibiva toidu vahel soojusisolaatorina. • Erisoojus e. soojus, mida on vaja 1 grammi plastmassi temperatuuri tõstmiseks 1˚C võrra,

on soojusjuhtivusega tihedalt seotud omadus. • Soojuspaisumise koefitsient - Oluline on see omadus proteeside sobimise seisukohast,

kuna protees, mis sobis hästi mudelile (toatemperatuuril) ei pruugi seda teha suus (kehatemperatuur)

Teised omadused

10

Tabel 1 Elastsusmoodul – tabelis on näha, et polüvinüülakrüülidel on see näitaja väiksem kui PMMA-l, mis praktikas tähendab, et polüvinüüakrüülist valmistatud proteesi elastne deformatsioon mälumisjõudude mõju tagajärjel on suurem kui PMMA-l. Proportsionaalsuspiir – madala proportsionaalsuspiiriga plastmass hakkab jäävalt deformeeruma juba vähese pinge mõjul. Proteesibaasiste valmistamiseks kasutatav materjal peab omama piisavalt kõrget proportsionaalsuspiiri et ei toimuks deformatsiooni mälumisjõudude mõju tagajärjel. Löögisitkus – näitab löögi tagajärjel purunenud materjalis neeldunud energiat. Polüvinüülakrüülidel on see näitaja poole suurem kui PMMA-l ning seega on polüvinüülakrüülidel suurem vastupanu murdumisele. Plastifitseerivate ainete lisamine võib parandada plastmassi löögisitkust, kuid sellega kaasneb tavaliselt teiste omaduste (kõvadus, prop. limiit) halvenemine. Proteesibaasiseks kasutatav plastmass peaks olema piisavalt tugev, et mitte murduda juhuslikul mahakukkumisel, kuid seda mitte teiste omaduste arvelt. Uuringud on näidanud, et kummipartiklitega tugevdatud akrüülmaterjalid omasid teistest materjalidest suuremat löögisitkust, kuid seda vähendab oluliselt pinnadefektide olemasolu. Põikkoormuse taluvus ja läbipaine – põikkoormuse taluvust testitakse akrüülmasside puhul kõige rohkem, kuna see on analoogne proteesi suus koormamisega. Plastmassitükile mõõtmetega 65°10°2,5 mm avaldatakse survet kuni murdumiseni. Protsessi käigus registreeritakse plastmassitüki läbipainet 3500 ja 5000 g raskuse juures. Seega on põikkoormuse taluvuse puhul tegemist tõmbe- ja survejõu kombinatsiooniga, kuhu lisanduvad proportsionaalsuspiiri ja elastsusmooduli elemendid. Enne testimist lastakse plastmassitükkidel absorbeerida vett ( 2 päeva 37˚ C vees). PMMA ja polüvinüülakrüülide vastupanu põikkoormusele jääb 78-92 MPa vahele. Väsimustugevus – iseloomustab materjali vastupanu tsüklilise koormuse mõjule. PMMA-l ja polüvinüülakrüülidel on see 17,2 MPa surve korral vastavalt 1,5°106 ja 1°106 ning kuna kasutatavad akrüülbaasised funktsioneerivad piisavalt kaua, siis võib öelda, et 1°106 tsüklit 17,2 MPa suuruse surve korral on sobiv väsimustugevuse näitaja. Kõige suurem on see näitaja kummipartiklitega tugevdatud plastmassidel, madalaim väsimustugevus on valatavatel akrüülmassidel.

STOM 2015/2016

27

4.14. Proteeside baasismaterjalide laboratoorne käsitsemine ja polümeriseerimine

1. Kuumpolümeriseeruvad materjalid Polümeeri/monomeeri vahekord – põhiline nõue monomeeri hulgale on see, et ta peab täielikult niisutama valmispandud polümeeripulbri, sest niisutamata polümeeripulber jääb ülejäänud baasise taustal näha pleekinud või vöödiliste piirkondadena. Segamiseks kasutatakse roostevabast terasest spaatlit ning saadud segu jäetakse seisma kaetud nõusse, et takitsata monomeeri lendumist. Polümeeri/monomeeri segu läbib seistes järgmised kvalitatiivsed faasid: 1. liivataoline 2. niitjas või kleepuv 3. tainjas ehk putty-taoline 4. kummitaoline ehk elastne 5. jäik Küveteerimiseks on parim tainjas faasis olev mass. Kuna erinevate materjalide puhul on tainja staadiumi tekkimine ajaliselt erinev, siis loetakse pulbri/vedeliku segu küveteerimiseks sobiva konsistentisga, kui ta tuleb klaasist segamisnõu seinte küljest kergesti lahti. Selline konsistents peab olema saavutatav hiljemalt 40 min pärast segamise alustamist. Minimaalne polümerisatsioon toimub juba erinevate konsistenstifaaside ajal, kuid tavaliste akrüülide puhul ei polümeriseeru mass enne kui küvetti on kuumutatud temperatuurini üle 70° C. Liialt suure monomeeri hulga puhul on lõpptulemus poorne, liiga vähese monomeeri hulga korral ei toimu pulbri piisavat niisutamist ning polümeriseerunud mass ei pruugi olla sulandunud ühtseks tervikuks. Küveteerimine – oluline on, et küveteeritav mass oleks tainjas faasis, sest 1. kui alustada küveteerimist enne tainja faasi saabumist, siis on materjali liigse monomeeri tõttu väheviskoosne ning lõpptulemuseks võib olla poorne produkt; 2. kui küveteerimine toimub elastse või jäiga faasi ajal, siis kaht küvetipoolt ei pruugi enam olla võimalik kokku suruda ning on oht liigutada või murda küveti sees olevaid plasthambaid. Samuti tekib ka proteesi vertikaalsete dimensioonide suurenemine. Mõned plastmassid on tainjas faasis kuni 1 h, mis võimaldab mitme proteesi üheaegset küveteerimist. Kummipartiklitega tugevdatud massidel on tainja faasi periood lühike. Küvetipooled täidetakse tainja akrüülmassiga ning pressitakse kokku mehhaanilise pressi abil. Polümeriseerimine – polümerisatsioonireaktsiooni eksotermilise iseloomu tõttu peaks polümerisatsioon toimuma temperatuuril 74° C. Kui akrüülmass saavutab temperatuuri 70° C, siis hakkab bensüülperoksiid (polümerisatsiooni initsiaator) lagunema ning polümerisatsioonireaktsiooni tulemusena toimub küvetisisene temperatuuri suurenemine. Tekkinud temperatuuri aeglase hajuvuse tõttu (kips on kehv soojusjuht) võib tekkida akrüülmassi kahjustus poorsuse näol. Tavaliselt toimub akrüülmassi polümeriseerimine 8 h vältel temperatuuril 74° C, kuid head tulemused on saavutatavad ka siis, kui massi kuumutatakse temperatuuril 74° C 1.5 h ning seejärel keedetakse veel 1 h vältel. Temperatuuri tõstmine kohe üle 74° C tekitab materjalis sisemisi pingeid ning deformatsiooni. Lisaks kirjeldatud “kuuma vee” meetodile kasutatakse edukalt ka muid akrüülmassi kuumutamise meetodeid: aur, kuiv kuumus, kuiv-õhu ahi, infrapunane kiirgus, mikrolained jne.

Proteesi eemaldamine küvetist ja viimistlemine – Pärast polümeriseerimist küvett eemaldatakse veest ning lastakse jahtuda toatemperatuurini (kiire jahutamine tekitab

STOM 2015/2016

28

proteesis pingeid). Minimaalsed pinged tekivad proteesis igal juhul (plastmass kõvastub järgides kipsvormi kuju) ning küvetist eemaldamisel tekib mõningane pingete vähenemine, millega kaasneb proteesi deformatsioon kaardumise näol. Normaalse polümerisatsiooni korral on lineaarne kootumine 0.3-0.5%. Oluline on ka proteesi vertikaalsete dimensioonide säilimine peale polümerisatsiooni. Vertikaalsete dimensioonide muutumist põhjustavad järgmised faktorid: küvetisisene rõhk (kõige olulisem), küveti temperatuur, akrüülmassi konsistents enne polümerisatsiooni ja kipsvormi kõvadus. Peale jahutamist protees eemaldatakse küvetist ja puhastatakse kipsist, viimistletakse ning poleeritakse. Poleerimiseks kasutatakse vee ja pimsskivi segu. Valmis proteesi hoitakse vees.

Proteesi valmistamisel tuleb teha kõik võimalik jääkmonomeeri hulga vähendamiseks. Näiteks kiire kuumpolümerisatsiooniga akrüülmassi polümeriseerimisel 100° C juures vähem kui tund annab tulemuseks 1-3% jääkmonomeeri. Kui aga sellist massi polümeriseeritakse 70° C juures 7 tunni vältel ning seejärel keedetakse 3 tundi, siis on jääkmonomeeri hulk 0.4 %. 2. Autopolümeriseeruvad materjalid

Neid materjale nimetatakse ka külm- ja keemiliselt polümeriseeruvateks materjalideks (sest polümerisatsiooni kiirendab N,N-dihüdroksüetüülparatoluidiin mitte kuumus). Amiin reageerib toatemperatuuril peroksiid initsiaatoriga ja nii tekib piisavalt vabu radikaale, et algatada polümerisatsioon. Kui initsiatsioon välja arvata, siis toimub polümerisatsioon täpselt sama moodi kui kuumpolümeriseeruvate akrüülide puhul. Reaktsioon on eksotermiline ja polümerisatsiooniga kaasneb ruumiline kootumine, kuid plastmass ei saavuta nii kõrget temperatuuri kui kuumpolümerisatsiooni puhul. Autopolümeriseeruvatel masside puhul saabub küveteerimiseks sobiv konsistents kiiremini (5 min) kui kuumpolümeriseeruvatel massidel (15 min). Seetõttu on aga raskendatud mitme küveteerimise teostamine üheaegselt. Peale küveteerimist peab küvett olema vähemalt 2,5 h pressi all. Siiski ei saavuta autopolümeriseeruvad massid sellist polümerisatsiooniastet kui kuumpolümeriseeruvad, kuna monomeer käitub plastifikaatorina. Alles peale 15 päeva vees hoidmist või peale 1 h keetmist on omadused ligilähedased kuumpolümeriseeruvate masside omadustele.

Deformatsioon on keemiliselt polümeriseeruvate materjalide puhul väiksem kui kuumpolümeriseeruvatel massidel (ülalõuaproteesidel suurem kui alalõua omadel) ning veel omakorda väiksem nendel massidel, mis polümeriseerusid temperatuuril 20-25° C , mitte aga 37°C. Vee sorptsioon on mõlema massi puhul samasugune, s.t. 0.5-0.7 mg/cm2. Seevastu lahustuvus on autopolümeriseeruvatel massidel 0.05 mg/cm2 kuumpolümeriseeruvate 0.02 mg/cm2 vastu (jääkmonomeeri suurem kadu).

Peale paari kuud funktsioneerimist on autopolümeriseeruvast massist valmistatud proteesid 0.1 % võrra suuremad ja kuumpolümeriseeruvast massist valmistatud proteesid 0.3-0.4 % väiksemad võrreldes algdimensioonidega. 3. Valatavad akrüülmassid

Valatavate akrüülmasside puhul kasutatakse ära monomeeri/polümeeri segude voolavust konsistentsi algfaasis ning polümeeripartiklite väikeseid mõõtmeid (voolavuse põhjuseks on ka monomeeri/polümeeri vahekord 1: 2,5). Neid masse kasutatakse büügelproteeside sadulaosade valmistamisel, kus on vajalik, et plastmass ümbritseks voolates metallkarkassi. Vormi valmistamiseks kasutatakse tavaliselt kas agar- või alginaatjäljendmassi, mille abil valmistatakse vorm hammastega vahabaasisest

STOM 2015/2016

29

(hammastega proovist). Peale jäljendmassi kõvastumist eemaldatakse vahabaasis koos hammastega vormist ja kunsthambad asetatakse tagasi vormi. Proteesi tagaosas tehakse vormi sisse 2-3 avaust, mille kaudu voolab liigne akrüülmass välja. Jäljendmaterjal kaetakse isoleeriva kihiga ja vorm “kaetakse” kipsmudeliga, peale mida küveti sisemus täidetakse plastmassiga. Polümerisatsioon toimub 30-45 min vältel survepotis, s.t. kuumas vees, ja rõhk sealjuures on 0.1-0.2 MPa. Suurema polümerisatsioonil tekkiva kootumise tõttu ei ole need proteesid nii täpsed kui kuumpolümerisatsiooni abil valmistatud tööd ning lisaks sellele on valatavatel akrüülmassidel madalam löögisitkus, madalam väsimustugevus, suurem surveroomavus, vähesem vastupanu põik-koormusele ja vähesem vee sorptsioon ning suurem lahustuvus. Selle meetodi eelisteks on vormi valmistamise lihtsus, lühike polümerisatsiooniaeg ja valmis töö lihtne küvetist eemaldamine. 4. Valguspolümeriseeruvad massid

Võrreldes teiste polümeriseerimise meetoditega on valguspolümerisatsioon küllaltki uudne meetod. Pärast hammastega proovi asetatakse hammaste oklusaalpindadele valgustundlikust akrüülist rullitud riba, millel on kolm referentspunkti töömudelil, ning selle abil fikseeritakse hammaste asend mudeli ja üksteise suhtes. Seejärel polümeriseeritakse valgustundlik mass, hambad eemaldatakse vaha seest ning hambad koos polümeriseerunud akrüülmassiga asetatakse keevasse vette vaha lõplikuks eemaldamiseks. Töömudelile kantakse isoleeriv kiht, valgustundliku akrüüli leht adapteeritakse mudelile ning polümeriseeritake valguskambris. Kunsthammaste alumistele pindadele kantakse sidusainet ning kaetakse valgustundliku akrüüli ribaga. Seejärel paigaldatakse akrüülis fikseeritud hambad töömudelile (millel on juba kõvastatud baasiskiht) ning polümeriseeritakse. Järgneb proteesile anatoomilise kuju andmine, lõplik polümeriseerimine, viimistlemine ja poleerimine.

4.15. Proteeside parandamine Proteeside parandamiseks kasutatavad materjalid on sarnased nende vedelik/pulber tüüpi akrüülidega, mida kasutatakse proteeside baasiste valmistamiseks (tavaliselt kuum- või autopolümeriseeruvad). Viimasel ajal on proteeside parandamiseks kasutusele tulnud ka valgustundlikud materjalid. Materjali valikut mõjutavad: 1. paranduse teostamiseks vajalik aeg 2. materjali abil saavutatav vastupanu põikkoormusele 3. dimensionaalse stabiilsuse säilimine paranduse käigus Kuumpolümeriseeruva akrüülmassi puhul tuleb protees täielikult küveteerida ning polümerisatsioon peaks toimuma temperatuuril mitte üle 74°-77° C vähemalt 8 h vältel. Sellise protseduuri korral väheneb võimalike dimensionaalsete muutuste teke proteesibaasises. Proteesi saab parandada ka ilma küveteerimata, kui kasutada autopolümeriseerivat akrüüli. Peale mudeli valamist laiendatakse murrujoont puuri abil ning defektikohale lisatakse akrüüli. Seejärel asetatakse protees survepotti polümerisatsiooni saabumiseni. Kui sellist polümerisatsiooni teostada väljaspool survepotti, siis lisatud akrüülmassi sisemine osa polümeriseerub kiiresti, välimise kihi polümerisatsiooni takistab aga hapniku inhibeeriv toime. Poorsus väheneb oluliselt, kui polümerisatsioon toimub 30° C vees ning 0,2 Mpa rõhu all.

STOM 2015/2016

30

Valguse mõjul polümeriseeruvate massidega parandamisel lisatakse defektsele kohale akrüülmassi ja polümeriseeritakse spetsiaalses valguskambris. Kahe viimase meetodi (autopolümeriseeruv või valguse mõjul polümeriseeruv akrüülmass) puhul on eeliseks see, et ei ole vajadust proteesi küveteerimiseks. Dimensionaalne stabiilsus säilib, sest polümerisatsioon toimub piisavalt madalal temperatuuril ning ei toimu proteesi kaardumist pingetustumise tulemusena. Siiski on autopolümeriseeruvatel massidel vähesem vastupanu põikkoormusele kui kuumpolümeriseeruvatel massidel – kuumpolümeriseeruvatel 80% originaali tugevustest, autopolümeriseeruvatel 60%. Olenemata kasutatava akrüülmassi tüübist peavad kõik proteesimurru servad olema lihvitud kaldnurga alla ja nurgad peavad pingete vähendamisel olema ümaraks lihvitud.

5. Vahamaterjalid :

5.1. Vahade füüsikalised omadused 1. Sulamisvahemik – eriti oluline on sulamisvahemiku alumine piir (sulamistäpp, üleminekutemperatuur), millest sõltub vaha kasutamise võimalus (temperatuur, suuõõs) ja eesmärk – suurem sulamisvahemik võimaldab kauem modelleerida. Sulamisvahemiku ülemises osas on sulamistäpp, sellest ülalpool on vaha täielikult voolav. Allpool üleminekutemperatuuri on vaha jäik ja raskesti modelleeritav. Nende kahe punkti vahepealses alas on vaha pooleldi vedel ja pooleldi tahke. Sellisel temperatuuril vaha töötlemine ei anna täielikku ja jäävat deformatisooni. Seega tuleks igasugune vaha modelleerimine võimaluse korral viia läbi temperatuuril, mis on veidi üle sulamispunkti või vähemalt üle üleminekutemperatuuri väärtuse, sest sellega suurendame materjali voolavust ja vähendame pingetustamise teket. 2. Soojuspaisumine – väga suur, eriti sulamisvahemiku lähedal, tavaliselt 300-700 ppm/C°. Kuna vahad on segud, siis on soojuspaisumine erinevate koostisosade summarne produkt. Jahtumisel sulamistemperatuurilt toatemperatuurini võib kootumise tõttu tekkida viga edaspidises töös. 3. Elastsusmoodul ja voolavus - sisestamise, aga ka teiste tööetappide ajal mõjuvad vahadele erineva suurusega jõud. Ideaalis oleks vajalik kõrge elastsusmoodul, mis on aga seotud temperatuuriga. Vahamodelleeringu deformeerimiseks piisab sisestusmassi survest tema paisumise ajal kui sisestusmassi isotroopne paisumine on piiratud. Sisestusmassi tahkestumisega kaasneb ka temperatuuri tõus või hügroskoopne paisumine soojas vees. Näiteks panusevaha puhul peaks direktse meetodi puhul olema vaha voolav 5° C üle kehatemperatuuri, et saaks detailse reproduktsiooni kaviteedist, ning võimalikult vähene voolamine temperatuuril 37°C, et modelleeringu suust eemaldamisel ei tekiks deformatsioone.

Voolavus on oluline nii modelleerimisel kui ka siis kui modelleering on valmis (siis juba negatiivses mõttes). Pinge all vahad deformeeruvad olenemata temperatuurist, st puudub tõeline voolavuspiir. Viskoossus sõltub mõjuvast jõust – mida suurem jõud, seda väiksem viskoossus. Seetõttu võib vahasid pidada pseudoplastseteks.

4. Jääkpinge - väga oluline vahade viskoelastsuse ilming on kaardumine jääkpinge tõttu. Peale modelleerimise lõpetamist, kui enam ei mõju mingid jõud ega temperatuur, toimub vahades ikkagi aeglane deformeerumine. Viskoelastse keha deformeerimisel võib koheselt näha suurt voolavust. Samal ajal toimub osa deformatsioonienergia säilitamine, st mingi molekulaarse deformatsiooni kujul.

STOM 2015/2016

31

5. Soojusjuhtivus – vahad ei ole head soojusjuhid, mis praktikas tähendab nõuet aeglaseks kuumutamiseks. Sama oluline on ka vaha jahutamine sisepingete vähendamiseks. Tavalistel modelleerimise temperatuuridel on nii elastsus kui viskoossus madalad. Keha deformeerimine on lihtne ja pingete vabanemine toimub näiliselt küllalt kiiresti. See protsess aeglustub jahtumisel. Jahtunud vaha elastsusmoodul ja viskoossus suurenevad. Jääkpinge vabanemine (relaksatsioon) on aeglane, samas deformatsioonijõud on muutumata. See on näide juhusliku puntra taastumisest (entropic recoil ehk entroopiline tagasipõrge). Siit tuleneb nõue vahamodelleering võimalikult kiiresti peale modelleerimist sisestada, sest mida kauemaks jääb modelleering seisma, seda suurem on võimalus deformatsiooni tekkeks. Büüglimodelleeringute puhul tuleks peale valukanalite paigaldamist kontrollida palatinaalkaare kontakti tihedust mudeliga (samuti klambrid).

5.2. Dentaalsete vahade tüübid

• Baasisvaha (modelling wax).  Seda vaha kasutatakse baasismaterjalina osaliste (akrüül) ja totaalproteeside valmistamisel, aga ka hambumuse registreerimiseks (näit. alumiiniumpulbrit sisaldav hall vaha). Tavaliselt värvus roosa või punane. Sulamistemperatuur 58° C ja üleminekutemperatuur 50°C (töötamine vahaga peaks toimuma selles temperatuurivahemikus).

• Prefabritseeritud vahadetailid (casting wax). Kasutatakse metalli valamisele minevate konstruktsioonide valmistamiseks. Siia kuuluvad prefabritseeritud polümeersed komponendid, mida kasutatakse näiteks büüglite valmistamisel. Säilitamaks nende originaalpaksust ei tohiks neid muuta õhemaks.

• Panusevaha (inlay wax). Kasutatakse panuste, kroonide jne modelleerimisel kas direktsel (arst modelleerib suus) või indirektsel (modelleeritakse laboris mudeli peal) meetodil. Direktne - type I, indirektne - type II.

• Carding and boxing-in wax. Selle vaha voolavus toatemperatuuril on küllaltki kõrge ning seetõttu on ta kergelt deformeeritav ilma eelneva soojenduseta. Kasutatakse kunsthammaste kinnitamiseks vastavate aluste külge ja jäljendi väljavalamisel.

• Kleepevaha (sticky wax). Kleepuv ja rabe vaha, mis tavaliselt koosneb mesilasvahast ja looduslikest vaikudest (kampol). Kasutatakse hambalaboris detailide ajutiseks omavaheliseks ühendamiseks (metallist osade ühendamiseks enne kokkujootmist, katkiläinud akrüülproteesi osade ühendamiseks enne parandamist).

• Jäljendvaha (impression wax). Hambumuse registreerimine.

6. Jäljendmaterjalid : 6.1. Hüdrokolloidid : agar ja alginaat (koostis, omadused, materjali käsitsemine)

Agar ehk reversiivne hüdrokolloid. Suure täpsuse tõttu saab kasutada mitte-eemaldatavate tööde jaoks. Koostis: Erineva viskoossusega massid nii alusmassi kui ka korrigeeriva massi jaoks. Agar -15% moodustab geeli Booraks - 0,2% lisab tugevust Kaaliumsulfaat - 2%, kipsi pinnasiledus Vesi - üle 80%

STOM 2015/2016

32

Reaktsioon on pöörduv, kuid vedelumise ja geelik muutumise temperatuurid on erinevad. Seda nimetatakse hüstereesiks. Vedel materjal muutub geeliks umbes 43 kraadi juures. Mehhaanilised omadused: Elastsus - 98,8% ja piisavalt paindlikud 11%. Tööprotsess: Vajalik spetsiaalne aparatuur - konteiner kolme veemahutiga. 1. Soojendatakse 100 kraadises vees 8-10 min. / 1. vann 2. Hoiustamine 65 kraadises vees. / 2. vann 3. Materjali viimine spetsiaalsele lusikale. 4. Lusikas koos materjaliga jahutusmahutisse 46 kraadi 2 minutit. / 3. vann (5. Jäljendamine suust. 6. Peale jäljendi eemaldamist suust loputada vee all 7. Desinfektsioon 8. Eemaldada liigne vedelik jäljendi pinnalt ja teostada valamine) Mudeli valamine peab toimuma koheselt kuna agar kaotab vett - toimub dimensionaalne muutus. Kõige paremini säilitab dimensioone 100% suhtelise niiskuse keskkonnas. Tööaeg suhteliselt pikk. Alginaat ehk irreversiivne hüdrokolloid. Kasutatakse eemaldatavate proteeside, totaalproteeside puhul esialgse jäljendi jaoks, samuti ortodontiliste ja diagnostiliste mudelite jaoks. Koostis: Pulber sisaldab Na või K alginaati ja katsiumsulfaati reagendina. Na fosfaati aeglustina, tugevdav täiteaine diatomeemuda jäikuse tagamiseks. K sulfaat kvaliteetse kipsipinna tagamiseks, värvi ja maitseained. Mehhaanilised omadused: Elastsus - 97,3%, kehv detailide reproduktsioon. Töötamine: Vee/pulbri vahekorra jälgimine. Veekoguse vähendamine annab tulemuseks tugevama massi, millel parem rebimistugevus, samas toimub kiirem kõvastumine, tööaeg ning painduvus vähenevad. Tulemuseks peab olema kreemjas, võimalikult õhuvaba ühtlase konsistentsiga mass. Segamiseks võib kasutada masinat. Nii õhu kui vee keskkonnas hoiustamine põhjustab dimensionaalse muutuse, parim on 100% suhteline niiskus. Mudeli valamine peab toimuma kiirest.

6.2. Elastomeerid : polüsulfiidid, silikoonid, polüeetrid (koostis, omadused, materjali käsitsemine)

Polüsulfiid - kasutatakse mitte-eemaldatavate tööde valmistamiseks, kuna on täpne ja suhteliselt odav. Pasta/pasta erinevate viskoossustega. Koostis: Aluspasta sisaldab terminaalsete merkaptaanrühmadega (-SH) polüsulfiidpolümeeri, täiteaineid ja plastifikaatoreid. Mitmete tugevdavate täiteainete (ZnO, TiO2) sisaldus

STOM 2015/2016

33

varieeruv 12-50%. Katalüsaatorpasta sisaldab PbO2, väävlit aktiveerijana ja dibutüülftalaati või teisi mittereageerivaid õlisid pasta moodustamiseks. Ülejäänud osa moodustavad täiteained. Polümerisatsiooni jääkproduktina moodustub vesi. Mehhaanilised omadused: Elastsus 96%, voolavus kuni 1,9%. Painduvad sõltuvalt viskoossusest kuni 16%. Elastomeeridest parim rebimistugevus. Tööprotsess: Võrdsed kogused pastasid segatakse alusel ühtlase värvuse saavutamiseni. Töö- ja kõvastumisaega mõjutavad temperatuur ja niiskus. Mudeli valamine peaks toimuma 1 tunni jooksul, kuna pikaajalisel hoiustamisel kootub. Jäljendeid on võimalik elektrolüütilise sadestamise teel katta. Silikoonid K-Silikoon: Kasutatakse mitte-eemaldatavate tööde jaoks. Pasta/pasta või pasta/vedelik kujul, väga erinevate viskoossustega. Koostis: Aluspasta sisaldab terminaalsete hüdroksürühmadega polü(dimetüülsiloksaani), ortoalküülsilikaati, võrkstruktuuri ehk ristsildade loomiseks ja anorgaanilist täiteainet. Pasta sisaldab kuni 40% täiteainet, putty kuni 75%. Katalüsaatorpasta või vedelik sisaldab metalli orgaanilist estrit ja lahjendit. Polümerisatsioonireaktsiooni tulemusena mass kõvastub, jääkproduktiks on lenduv alkohol. Mehhaanilised omadused: Elastus 99%, voolavus 0,1%. Silikoonid jäigemad kui polüeetrid. Kootumine suurem kui polüeetril ja polüsulfiidil. Seetõttu soovitatakse võtta jäljendeid kahes etapis, algul baasmassiga ja siis korrigeeriva kihiga. Tööprotsess: Sarnane polüsulfiididele. Mudel tuleks valada võimalikult kiiresti. A-Silikoonide puhul on tegemist ahelpolümerisatsiooniproduktiga, mistõttu puudub jääkprodukt. Erinevad viskoossused, erinevad värvused. Peale kõvastumist jäigad, suure täpsuse tõttu kasutatakse mitte-eemaldatavate tööde valmistamiseks, aga ka eemaldatavate puhul. Materjal on kallis. Koostis: Ühes massis sisaldub vinüülpolüdimetüülsiloksaan eelpolümeer, teises siloksaan eelpolümeer vesinikurühmadega. Üks pasta sisaldab plaatinakatalüsaatorit, mis vallandab ahelpolümerisatsiooni. Reaktsiooni tulemusena võib vabaneda veisinik, mis võib põhjustada poorsust. Mehhaanilised omadused: Väga hea elastsus ja vähene dimensinaalne muutus hoiustamisel. Suurem jäikus. Rebimistugevus jääb alla polüsulfiididele. Tööprotsess: Baasismass lusikale + korrigeeriv mass (püstolist suhu)

STOM 2015/2016

34

Polüeeter - Pasta/pasta kujul mass, mis on täpne ja hüdrofiilne. Kasutatakse mitte-eemaldatavate ja eemaldatavate tööde valmistamisel. Saadaval erinevad viskoossused. Koostis: Tegemist on polüeetril baseeruval polümeeril, mis polümeriseerub reaktsioonil terminaalsete imiinrühmadega. Polümerisatsiooni initsiaatoriks on alküülrühmaga aromaatne sulfoonester. Mehhaanilised omadused: Elastsuselt ja täpsuselt jäävad pisut alla a-silikoonidele. Ei tohi kaua hoida vees, kuna toimub dimensionaalne muutus. Voolavus on vähene, seetõttu suhteliselt täpsed. Suur jäikus. Rebimistugevus jääb alla polüsulfiididele. Tööprotess: Sarnane teiste elastomeeridega, käsitsi segamisel vältida õhumullide teket. Segamiseks võimalik kasutada segajat

6.3. Tsinkoksiid-eugenool pastad Tsinkoksiidi ja eugenooli reaktsiooni tulemusena tekkiv kõva mass, mis kaubanduslikult saadaval kahe pastana. Kasutamine: jäljendmaterjalina, kirurgias haavakattematerjalina, hambumuse registreerimiseks, ajutise täidisena, juuretäidiste tegemisel, tsementeerimisel. Mukostaatiline materjal. Dimensionaalselt stabiilne. Koostis: Aluspasta: tsinkoksiid, oliiviõli, linaõli, tsinkatsetaat + vesi. Õlid on plastifikaatoriteks ja eugenooli ärritava toime vähendamiseks. Katalüsaatorpasta: eugenool, täiteained (kaoliin ja talk), polümeriseeritud kampol + lanoliin. Kampol kiirendab reaktsiooni ja suurendab lõpp-produkti homogeensust.

Töö materjaliga – kaks võrdse suurusega pastaosa segatakse homogeense värvuse saavutamiseni (1min). Kõvastumine sõltuvalt konkreetse pasta tüübist (1 – kõva pasta 10 min, 2 – pehme 15 min). Suus reaktsioon kiirem (temperatuur ja niiskus).  Ei saa jäljendada enda-alla minevaid kohti (kasut enamasti hambutu suu puhul)  

7. Kipsmaterjalid :

7.1. Nõuded kipsmaterjalidele

• sobivus jäljendmaterjaliga • dimensionaalne täpsus • vastuvõetav detailide reproduktsioon • materjaliterade peensus • sobiv kõvastumisaeg • minimaalne kõvastumispaisumine • hea vastupanu survele (survetugevus) • fraktuuri- ja abrasiooniresistentsus • materjali pinna kõvadus • materjali peab olema lihtne käsitleda • ei tohi olla toksiline

STOM 2015/2016

35

7.2. Kipsi saamine ja erinevate kipsitüüpide tootmine

Nii tava- kui kõvakips saadakse mineraalkipsi osalisel dehüdraatmisel, tulemuseks kaltsiumsulfaathemihüdraat (CaSO4 · ½ H2O). Erinevused kipside omadustes tulenevad kipsipulbrite füüsikaliste omaduste erinevustest => tootmismeetodite erinevused. Kuna temperatuurivahemikus 45°C - 90°C on reaktsioon väga aeglane (täielik muundumine võtab aega 12 tundi), siis tootmises kasutatakse kõrgemaid temperatuure.

Tavakips (plaster of Paris) Hemihüdraat, saadakse peenestatud kipsi kuivkaltsineerimisel lahtistes põletusahjudes temperatuuril 120°C - 180°C. Sidumata (liquid) vee puudumise tõttu ei toimu kristalli morfoloogia reorganiseerumist (pulbri osakesed säilitavad ebakorrapärase kuju). Veekadu kuivatamisel jätab osakestesse paralleelsed kanalid, nii et saadud hemihüdraadil on väike näivtihedus, suur suhteline pindala ja kehv tihendatavus, pakitavus (packing ability). Keskmise kõvadusega kipside tüüpiline esindaja on Hydrocal, mis on ka paljude kõvakipside aluseks. Tükkides olevat kipsi autoklaavitakse rõhul 117 kPa temperatuuril 123°C 5-7 tundi. Peale kuivatamist temperatuuril 100°C ja peenestamist on tulemuseks hemihüdraadi pulber, mis kõvastunud massina on oluliselt tugevam kui kuivkaltsineerimisel saadud massid.

Kõvakipsid

Tugevamate ja kõvemate kipside tootmiseks kasutatakse märgkaltsineerimist. Piisav vee hulk tagab rekristalliseerumise tihedateks prismakujulisteks heksagonaalseteks kaltsiumsulfaadi kristallideks. Jahutamisel õhu käes need rehüdreeruvad hemihüdraadiks, kuid siin rekristallisatsiooni ei toimu. Märgkaltsineerimise teel saadud hemihüdraatidel on suurem näivtihedus ja väiksem suhteline pindala kui kuivkaltsineerimisel saadud hemihüdraatidel. Jahvatamisel kristallid muutuvad ümaramaks ja tekib ka peenemaid osi, mis veelgi suurendab pulbri tihendatavust ja näivtihedust.

Ülikõvakipsid

Märgkaltsineerimise modifikatsioonid annavad tulemuseks veelgi tugevama kipsi. Märgkaltsineerimisel kasutatakse kristallikuju (crystal habit) modifikaatoreid, tekitades kristalle mis on lühemad ja jämedamad kui need mis tekivad autoklaavimisel. Peale reguleeritud (juhitud) peenestamist omavad need massid kõvastununa veelgi suuremat näivat tihedust ja tugevust kui Hydrocal-tüüpi massid (aluseks enamusele ülikõvakipsidele). Toodetakse tükk-kipsi keetmisel 30% kaltsiumkloriidi lahuses, Crystacal toodetakse peeneks jahvatatud kipsi autoklaavimisel < 1% naatriumsuktsinaadi juuresolekul.

7.3. Kipsi kõvastumine, kõvastumise staadiumid

• Kõvastumine - Segamisel veega moodustab hemihüdraat paksu lobri. Hemihüdraat on vees vähe lahustuv (6,5g/L 20°C). Temperatuuril alla 40°C on hüdraadi stabiilseks vormiks dihüdraat. Veefaas on dihüdraadi suhtes üleküllastunud ning dihüdraat hakkab sobivates nukleatsioonitsentrites kristalliseeruma. Need kipsikristallid on nõelakujulised ja moodustavad nukleatsioontsentrites sferoliiditaolisi agregaate. Kaltsiumi ja sulfaatioonide ammendumine veefaasis võimaldab uuel hemihüdraadi hulgal minna lahusesse ja pretsipiteeruda kipsina. Kõvastumisprotsess on eksotermiline. 2 CaSO4 · ½ H2O + 3 H2O → 2 CaSO4 · 2 H2O

• Kõvastumise staadiumid: Algselt toimub kõvastumine veefaasi juuresolekul

STOM 2015/2016

36

(induktsiooniperiood) →segu viskoossemaks ning edasi plastseks → läikiv pind kaob ning jätkuv kristallide kasv muudab plastse massi tahkeks.

Eristada võib nelja kõvastumise staadiumit: vedel, plastne, sõmer (friable) ja lõigatav (carvable).

7.4. Kiirendid ja aeglustid

Ø Κiirendid: 1. Peeneks jahvatatud kips, mis loob nukleatsioonitsentreid. 2. Madalates kontsentratsioonides lahustuvad sulfaadid ja kloriidid

(suurendades hemihüdraadi lahustumise kiirust).

Ø Aeglustid: 1. Vähese lahustuvusega soolad suurematel kontsentratsioonidel

(naatriumkloriid ja naatriumsulfaat), kuna vaba vee hulk segus väheneb ja lisandi hulk suureneb.

2. Atsetaadid, boraadid, tsitraadid ja tartraadid, mis kas takistavad hemihüdraadi lahustumist või dihüdraadi kristallide kasvu.

Paljud kiirendid ja aeglustid vähendavad materjali tugevust.

7.5. Kõvastumispaisumine (KP) ja kipsi tugevus

Kõvastumispaisumine (KP)

• Isotroopne • Lineaarne (takistusteta) – materjal saab vabalt paisuda hõõrdevabal pinnal

• Mõjutavad tegurid: o Kasvavate steroliitide lähedus o Kristallide kuju o Pulbri/vee vahekord – selle suurenedes suureneb paisumine o K2SO4 ja booraks – vähendavad paisumist tänu kipsi kristallide kuju muutmisele

. K2SO4 eriti tõhusalt vähendab paisumist Immutamine

• Vee keskkonnas kõvastumisel paisub rohkem kui õhu keskkonnas o Põhjus

§ Vee keskkonnas – vaba kristallide kasv § Õhu kk-s – vesi muutub kristalle katvaks kileks , oma pinnajõuga

takistab kristallide kasvu

Κõvastumispaisumise juhtimine o Lisandite kasutamine – lisandid ja aeglustit vähendavad KP , nt

kaaliumsulfaatbooraks, samas lisandid vähendavad kõvastunud materjali tugevust (probleem kõvakipside puhul)

o Materjal peab olema piisavalt pehme ja paindlik, et saaks toimud isotroopne paisumine

o Vee/pulbri vahekord – vähem veevajadus kõvakipsil- rohkem paisub kui tavakips.

STOM 2015/2016

37

Tugevus

• Valatud kips on habras, talub tõmmet halvemini kui survet o Valatud kipsi murdumine toimub tõmbejõu mõjul o Survejõud annab parema pildi mat. Pinnakõvadusest

Tugevuse juhtimine:

• Vee/pulbri vahekord- vähem vett- tugevam kips, suurem kõvastumispaisumine o Kipsjäljendite puhul tuleb vee hulka suurendada (täpsus olulisem kui

tugevus) • Kuivamine – kogu vee eemaldamine valatud kipsist madalal temperatuuril

kuivatamisel – kahekordne tugevus. Taas veega immutamine – algne tugevus taastatud.

o Kui mudelit on vaja niisutada – saab seda teha ainult kipsiseguse veega! • Kips on stabiilne ainult temp. alla -40 kraadi . 100 kraadi juures- kiire vee kadu-

kootumine ja tugevuse vähenemine

7.6. Näivtihedus, vee/pulbri vahekord kipsi segamisel ja selle mõju kipsi omadustele Näivtihedus (NT)

• Kuivkaltsineerimisel saadud hemihüdraadi pulber- madal NT ja poorne struktuur– osakeste ebaühtlane kuju, nende üksteise külge kleepumine

• Märgkaltsineerimisel saadud osakesed – parem tihendatavus ja suurem NT – ühtlane sile pind , tihedad, vähem kristallograafiline pinge ja väiksem vaba pinnaenergia.

• väike NT- tavakips • suur NT – kõvakips, ülikõvakips

Vee/pulbri vahekord

• tingitud näivtiheduse erinevusest § kuivkaltsineeritud pulber – suurem vee hulk, vahekord – 0,5-0,6 § märgkaltsineeritud pulber – vähem vett , kõvakipsid 0,3-0,33, ülikõvad –

0,18-0,23 • Vee hulk peab olema piisav, et

§ Täita pulbriosakeste vahel olevaid tühimikud § Võimaldada osakeste asendimuutust segamisel ja pulbri kogumahu

suurenemist § Lahjendada segu sobiva konsistentsini § Arvestada reaktsioonil tekkiva veekaoga

• Vee/pulbri vahekorra mõju § Kõvastumisele – vähem vett, vähem esimest tüüpi mikropoorsusi, suureneb

teise tüübi poorsuste hulk (vahekord 0,5 – poorsused 40%, kui on 0,25 – poorsused 20%)

§ Kõvastumispaisumisele- vähem veevajadus kipsil – paisuvad rohkem § Tugevusele- vähem vett – tugevam kips

STOM 2015/2016

38

7.7. Kipside jaotus

I klass – jäljendkips . funktsionaalse jäljendi saamiseks totaalproteeside valmistamisel ja hambumuse registreerimisel

II klass- tavakips. Abitööd(küveteerimine, parandatavate tööde fikseerimine) III klass- kõvakips. Eemaldatavad proteesid, ortodoontilised tööd , vastasmudelid

IV klass- ülikõva kips. Vähene paisumine, suur täpsus, tugevus, kõvadus- mitte-eemaldatavad tööd

V klass – ülikõva kips. Suurem survejõud ja paisumine. Artikulaatorisse kipseerimine, sulamite valamisel kootumise kompenseerimiseks. Panuste valmistamisel ei soovitata (liiga tihe istuvus)

8. Sisestusmassid

8.1. Kips-sidustusega sisestusmassid Kasutus: kullasulamist tehtavate panuste, kroonide ja sildade valmistamiseks (sulamistemperatuur jääb alla 1000° C). Koostis: • Kips

Kips kuumenemisel: 200-400° C – märkimisväärne kootumine 400-700° C – vähene paisumine Üle 700° C – suur kootumine (sest struktuur muutub ja eraldub vääveldioksiid ning mitteväärismetallsulamites tekivad ligatuurid sulfiidide näol)

• Ränidioksiid (SiO2) – kuumuskindluse ja soojuspaisumise reguleerimiseks.

Sisestusmass peab paisuma, et kompenseerida sulami valamisel kootumist. Teatud ränidioksiididega on võimalik kipsi kootumist takistada ja muuta see hoopis paisumiseks. Hambaravis kasutatakse sisestusmassides kvartsi ja kristoballiiti või nende segu.

• Värvained • Redutseerivad ained – osades kullasulamites oksüdeerumise ära hoidmiseks (pulbrina

süsinik, vask).

Omadused: • Kõvastumispaisumine – kootumise kompenseerimiseks. Kõvastumisaega ja -paisumist

reguleerivad boorhape ja naatriumkloriid ning hoiavad ära kipsi kootumist 300° C juures. Ø Ränidioksiidi ja kipsi segul suurem kõvastuspaisumine kui kipsil Ø Vee-pulbri vahekord mõjutab Ø Suurema kipsisisalduse korral efektiivsem vormi suurenemine Ø Modelleeringu paksus – mida õhem, seda suurem on kõvastumispaisumine Ø Kasutatav vaha – mida pehmem, seda suurem kõvastumispaisumine

• Kõvastumisaeg – mitte alla 5 min ja üle 25 min (et oleks piisavalt aega segamiseks ja modelleeringu teostamiseks)

STOM 2015/2016

39

• Hügroskoopiline paisumine (HP) – kõvastumine kontaktis veega, 6 või rohkem kordi suurem kui tavaline kõvastumispaisumine. Ø Koostis – proportsionaalne ränidioksiidi sisaldusele, mida väiksemad osakesed,

seda suurem on HP. Hemihüdraati peab olema piisavalt, et tagada tugevus peale HP.

Ø Vee-pulbri vahekord – mida suurem on vee hulk, seda väiksem hilisem HP. Ø Segamisaeg – mida väiksem, seda väiksem HP. Ø Hoiustamine – mida vanem, seda väiksem HP. Ø Immersiooni aeg – mida hiljem esialgset kõvastumist vette kasta, seda väiksem on

HP Ø Piiramise mõju – sõltub vahast, vaha paisumisest temperatuuri tõttu ja

pehmenemisest (vähendab piiramist) Ø Lisatud vee mõju – HP suurus enne maksimaalset paisumist on seotud ainult

lisatud vee hulgast (ei sõltu vee-pulbri vahekorrast, segamisajast ega massi vanusest).

Ø Sisestusmassi teralisus – peeneteraline ränidioksiid annab suurema HP ning sellest massist vormi sein on siledam.

• Soojuspaisumine (SP) – otseses seoses ränidioksiidi spetsiifilise vormi ja hulgaga sisestusmassis. Kipsi kootumine peatub kui kvartsi on üle 75%. Kristoballiidil on soojuspaisumine suurem ja toimub madalamatel temperatuuridel. Ø Vee-pulbri vahekord – mida rohkem vett, seda vähesem SP Ø Keemilised modifikaatorid – naatrium, kaalium, liitiumkloriid (vähendavad kipsi

kootumist alla 700° C juures). Boorhappel ka sarnane mõju aga kuumutamisel laguneb ja karestab pinda.

Ø Termiline kootumine – jahutamisel sisestusmass kootub väiksemaks kui esialgsed mõõdud, sest kips kootus ka esialgsel kuumutamisel.

Ø Tugevus – peab ära hoidma purunemise ja mõranemise valamisel ja kuumutamisel. Survetugevus ei tohiks olla liiga suur (deformatsioon). Tugevus võib suureneda või väheneda kuumutamisel 700° C-ni, naatriumkloriidi sisaldavate sisestusmasside puhul väheneb tugevus kõige rohkem.

• Poorsus – vajalik gaaside väljutamiseks vormi täitumisel sulametalliga. Ø Mida vähem kipsikristalle, seda suurem on poorsus Ø Kui sisestusmassi osakesed on konstantse suurusega, siis poorsus suurem

8.2. Fosfaatsidustusega sisestusmassid

Kasutus: metallokeraamiliste tööde teostamiseks kasutatavate sulamite valamisel, aga ka mitteväärismetallisulamite valamisel ja presskeraamika valmistamisel (sulami valamine nõuab kõrgemat temperatuuri). Koostis: • Täiteaine (kvarts, kristoballit või nende segu) – tagada vastupanu kuumusele ja piisav

soojuspaisumine • Sideaine (MgO2 ja fosfaat) • Ränidioksiidi kolloidlahus või vesi – pulbri segamiseks • Süsinik – puhtam valamistulemus, kergem puhastada sisestusmassist. Ei soovitata

mitteväärismetall ja hõbe-pallaadium sulamitele, kuumutamisel üle 1500° C võib muuta sulami rabedaks.

STOM 2015/2016

40

Omadused: • Kõvastumine – kuumutamisel tekib kõvastunud massist kristalliline Mg2P2O7 ja

jäägina MgO, ning muutusteta kvarts ja kristoballiit. Liigsel kuumutamisel võib tekkida Mg3(P2O4)2.

• Kõvastumis -ja soojuspaisumine – ränidioksiidi kolloidlahuse kasutamine vee asemel suurendab kõvastumispaisumist. Veega segamisel aga toimub kootumine.

• Töö -ja kõvastumisaeg Ø Temperatuur – mida soojem, seda kiirem kõvastumine. Ø Segamine – intensiivne ja pikaajaline segamine kiirendab Ø Vedeliku-pulbri vahekord – vedeliku suurenemisel töö-ja kõvastusaeg pikenevad

• Eelised Ø Suur tugevus enne ja pärast kuumutamist (pole haprad ning peavad valamisele

hästi vastu) Ø Taluvad kõrgeid temperatuure (1000° C).

• Puudused: Ø Üle 1375° C oht vormi mõranemisele ja valatud detailid sageli kareda pinnaga Ø Vormist väljapuhastamine suure tugevuse tõttu raskendatud Ø Ränidioksiidi kolloidlahuse kasutamine suurema paisumise saavutamiseks võib

viia tihedama ja vähem poorsema materjali tekkele (gaaside väljutus takistatud

8.3. Silikaatsidustusega sisestusmassid Kasutus: büüglite valamine mitteväärismetallisulamitest. Kõrge sulamistemperatuuriga eemaldatavate partsiaalproteeside karkasside valamiseks. Koostis: • Sideaineks ränidioksiidi geel à kuumutamisel ränidioksiidiks (kristoballiidiks)

Ränidioksiidi saamiseks on kaks moodust: 1.Naatriumsilikaat + hape + lisandina tugevduseks MgO à ränidioksiidi happeline geel

Ø Segatakse pulbriga, milles kvarts või kristoballiit Ø Koherentne geel, mis tahkenemisel kootub Ø Geeli kuivatatakse, kaotab alkoholi ja vett (taaskord kaasneb kootumine) Ø Aeglane geeli moodustumise protsess

2.Etüülsilikaadi hüdrolüüs à ränidioksiidi happeline kolloidlahus Ø Valatava sulami kootumise kompenseerimisele lisaks tuleb kompenseerida ka

tahkestumisest ja kuivamisest tingitud kootumist. Ø Pulbri ja vedeliku segamine ja vormi valamine. Raskemad osakesed vajuvad

põhja, kergemad ja vedelik jäävad pinnale. Sadestunud osa kõvastub, ülejäänud valatakse ära (kootumine kõvastumisel 0,1%).

Ø Saadud mass on habras, sest koosneb praktiliselt ainult ränidioksiidi osakestest Omadused:

Ø Kuumutamisel tuleb olla ettevaatlik (aurustuv alkohol) Ø Kõvastumispaisumine peaaegu olematu, sobib suurte karkasside valamiseks Ø Talub temperatuure kuni 1180° C Ø Komplitseeritud ja ajamahukas käsitlemine