5. Полимеры на основе акриловой и метакриловой кислот.

В стоматологии уже длительное время применяются полимеры на основе акриловой и метакриловой кислот. Рассмотрим некоторые физические свойства акриловой и метакриловой кислот.

Физические свойства акриловой и метакриловой кислот и их производных

кислота	рКа	tпл.	tкип.	tкип. метил. эфира
акриловая	4,25	12,3	141,9	80,5
метакриловая	4,32	16	163	100

Акриловая кислота - непредельная кислота является более сильной кислотой, чем уксусная (рКа 4.75), так как анион акриловой кислоты более стабилен за счет p-p-сопряжения

Метакриловая кислота до недавнего времени наиболее часто использовалась для получения полимеров стоматологического назначения. За счет положительного индуктивного эффекта метильной группы анион метакриловой кислоты становится менее стабильным и, следовательно, сама метакриловая кислота более слабая, чем акриловая. Это важно учитывать при действии «выходящих» из полимера остаточных количеств мономера на окружающие биологические ткани.

При отверждении формовочной массы в процессе изготовления протеза в ортопедической стоматологии изделие опускают на определенное время в горячую воду. Оставшийся мономер – метиловый эфир акриловой кислоты (t_кип. 80,5°С) – может при этом испаряться и образовывать поры, что скажется на качестве и внешнем виде протеза. В то же время менее вероятно образование таких дефектов в изделиях на основе эфиров метакриловой кислоты, так как температура их кипения выше (100°С).

Рассмотрим строение наиболее широко применяемых мономеров и соответствующих им полимеров.

На схеме представлен процесс химического отвердения пломбировочного материала на основе метакриловой кислоты (Карбодент). Этот процесс радикальной полимеризации идет в три стадии.

Процесс радикальной полимеризации метилметакрилата.

I стадия. Инициирование:

II стадия. Рост цепи:

III стадия. Обрыв цепи:

а) Рекомбинация макрорадикалов:

Б) Диспропорционирование макрорадикалов:

Если перекись дибензоила распадается на радикалы при действии повышенной температуры, то получаемый полимер называется полимером горячего отвердения (такие полимеры используют в ортопедической стоматологии для изготовления протезов), но если перекись дибензоила претерпевает гомолитический распад при комнатной температуре под действием активаторов (третичный амин - диметилпаратолуидин или соли FeSO₄), то получаемый полимер называется полимером холодного отвердения. Именно этот полимер образуется при изготовлении постоянных пломб из пломбировочного материала на основе метакриловой кислоты и ее эфиров в терапевтической стоматологии.

Например, набор композиционного материала «Карбодент», полученный на основе метакриловой кислоты и ее эфиров, представляет собой комплект, состоящий из емкости с жидкостью и емкости с порошком.

В состав жидкости входят:

а) смесь мономеров: метилметакрилата, бутилметакрилата и метакриловой кислоты

б) стабилизатор гидрохинон

в) активатор диметилпаратолуидин

г) добавка эпоксидной смолы.

В состав порошка входят:

а) сополимер метилметакрилата, бутилметакрилата и метакриловой кислоты;

б) обработанный силаном кварц (наполнитель);

в) замутнитель SiO₂, ZnO, краситель;

г) инициатор - перекись дибензоила.

Терапевт-стоматолог при изготовлении постоянной пломбы на пластинке готовит пломбировочную массу, дабавляя к порошку сополимеров несколько капель жидкости - мономера. При этом мономер вначале пропитывает олигомер, и затем сшивает отдельные цепи олигомеров в полимер.

Процесс идет в течение 2,5-3 минут, при этом образуется вязкая масса, из которой врач уже в подготовленной полости зуба формирует пломбу. Пломба затвердевает в течение 5 минут, затем шлифуется и полируется. Введение карбоксильной группы в цепь насыщенного тройного сополимера дает возможность превращения его в трехмерную структуру за счет взаимодействия свободных карбоксильных групп отдельных цепей с оксидом цинка.

Кроме терапевтической стоматологии, полимеры на основе акриловых кислот применяются в ортопедической стоматологии для изготовления несъемных протезов и в качестве материалов для базиса протеза.