Полирующие и абразивные материалы для зубных паст
Компоненты пасты зубной полирующие предназначены для удаления зубного налета и остатков пищи, образующихся колоний бактерий с поверхности зубов и их полировки после этого. Могут составлять 20% и 40% от общего состава пасты. Полирующий эффект достигается за счет абразивного действия. Степень абразивности определяется величиной частиц, составляющих полирующие компоненты зубной пасты. К полирующим компонентам пасты зубной относятся: карбонат кальция (мел), бикарбонат натрия, хлорид натрия (соль поваренная), дигидрат дикальцийфосфата, моногидрат дикальцийфосфата, безводный дикальцийфосфат, трикальцийфосфат, нерастворимый метафосфат натрия, гидроокись алюминия, бентониты (натриевая форма), двуокись кремния, силикат циркония, полимерные соединения метилметакрилата. В качестве полирующих компонентов зубной пасты могут использоваться не один, а сочетание несколько абразивных веществ, например, мел и кальция фосфат, мел и гидроокись алюминия, дигидрат и безводный дикальцийфосфат, мел и окись кремния и др. Чаще всего в качестве полирующих компонентов зубной пасты применяются:
Мел (СаСО3) в зависимости от степени дисперсности, его разделяют на следующие группы, со средним размером частиц:
сверхтонкий – меньше 0,1 мкм;
тонкий – от 0,1 до 1,0 мкм;
средний – от 1,0 до 5,0 мкм;
грубый – свыше 5,0 мкм.
В зубных пастах используется мел со средним размером частиц, относящихся к 3 группе, так как он имеет наиболее низкую абразивную способность. По мере увеличения размера частиц абразивность мела и его истирающая способность возрастают. Химически осажденный мел существует в форме трех модификаций:
кальцит – прозрачные бесцветные кристаллы в форме ромбоэдров с гексагональной решеткой, плотностью – 2,7 г/см3;
арагонит – прозрачные бесцветные кристаллы игольчатой формы, плотностью – 2,93 г/см3;
ватерит – в форме сферолитов, не образует кристаллы правильной огранки.
В зубных пастах предпочтительнее использовать мел в виде чистого арагонита или с небольшой примесью кальцита. Такой мел способствует получению зубных паст кремообразной консистенции, стабильной при хранении. Химически осажденный мел содержит примеси свободной щелочи, полуторных окислов железа и алюминия, песка. Наличие в пасте полуторных окислов алюминия, песка увеличивает абразивное действие мела. Содержание полуторных окислов железа ухудшает внешний вид пасты, придавая ей кремоватый оттенок. При производстве зубных паст содержание примесей в меле должно быть минимальным.
Дикальцийфосфат (СаНРО4), в зависимости от содержания кристаллизационной воды, имеет три разновидности: дигидрат дикальцийфосфат (СаНРО4 • 2Н2О), моногидрат дикальцийфосфата (СаНРО4 • Н2О), безводный дикальцийфосфат (СаНРО4). Все они различаются абразивными свойствами и значениями рН. Наименьшую абразивную способность имеет дигидрат дикальцийфосфат, наибольшую – безводный дикальцийфосфат. Применение этих соединений позволяет получать стабильные зубные пасты, консистенция и пенообразующая способность которых не изменяются в процессе хранения, а сами пасты имеют различную степень абразивности. Различные комбинации этих абразивов позволяют получить различные по назначению зубные пасты. Исходя из этого, для производства детских и лечебно-профилактических зубных паст используют дигидрат дикальцийфосфат, а для антиникотиновых (обладающих повышенной абразивностью и очищающей способностью) – безводный дикальцийфосфат. В зависимости от направленности действия зубных паст, для придания им надлежащих свойств используют смеси этих соединений.
Фосфаты кальция. Кроме дикальцийфосфата в производстве зубных паст используют и другие фосфорные соли кальция, такие как: трикальцийфосфат [Ca3(PO4)2], пирофосфат (Са2Р2О7), нерастворимый метафосфат натрия [(NaPO3)n]. Эти соединения обладают хорошей очищающей способностью.
Силикагель молотый. Наиболее часто используемый в настоящее время абразив для зубных паст. Обладает хорошей полирующей и очищающей способностью. Не травмирует эмаль зубов. Размеры частиц для обычных паст 2-5 мкм. В пастах для курильщиков -8-10 мкм.
Аэросил. Высокодисперсный диоксид кремния. Получают сжиганием SiF4, SiCl4 в водородном пламени. Размеры частиц ~ 0,01 мкм, удельная поверхность -250-400 м2/г. Применяется для производства гелевых паст для детей.