Високодисперсні кремнеземисті порошки для стоматологічних пластмас

Розроблено технологічну інструкцію на виготовлення високодисперсного кремнеземистого порошку на основі етилсилікату (затверджена ХДПУ № 207. 1183. 25. 2. 0001. 086) і проект технічних умов на кремнеземистий наповнювач полімерних матриць стоматологічних матеріалів. 

Технічна новизна отриманих результатів відображена в заявці на винахід “Спосіб одержання легованого кремнеземистого порошку”, яку подано в НДЦПЕ і визнано в результаті експертизи за формальними ознаками, що вона відповідає вимогам ст. 12 Закону, відповідно до якого прийнято рішення про можливість проведення експертизи по суті (реєстраційний номер 2000063388 МПК 6С04В33/12 від 09. 06. 2000). 

В умовах науково-виробничої фірми “Кром Дентал” виготовлено експериментальну партію композиційних стоматологічних матеріалів з використанням розробленого кремнеземистого наповнювача із заданим показником заломлення. Випробування показали, що застосування розробленого високодисперсного кремнеземистого наповнювача підвищує фізико-механічні властивості матеріалів на основі полімерної матриці метилметакрилатного ряду, а також забезпечує високі естетичні якості композиційного матеріалу. 

Особистий внесок здобувача. Автором здійснено планування і виконання експериментальних робіт із синтезу кремнеземистого наповнювача із заданими властивостями, з дослідження його властивостей у взаємозв'язку з кінетичними параметрами проведення золь-гель процесу, здійснено обробку експериментальних даних, аналіз і узагальнення отриманих результатів. 

Внесок співавторів загальних публікацій полягав у науковому керівництві й апаратурній реалізації тонких досліджень властивостей наповнювача на різних стадіях фазоутворення. 

Апробація результатів дисертації. Основні положення дисертаційної роботи доповідалися на: VI і VIII Міжнародних конференціях “Теория и практика процессов измельчения, разделения, смешения и уплотнения” (м. Одеса, 1998, 2000 р.) ; Всеукраїнській науковій конференції “Українське гончарство на порозі третього тисячоліття” (Опішне, 1999 р.) ; I Всеукраїнській конференції “Сучасні проблеми неорганічної хімії” (м. Київ, 1999 р.) ; Міжнародній науково-технічній конференції “Эффективные огнеупоры на рубеже XXI столетия” (м. Харків, 2000 р.) ; III Всеукраїнській науково-методичній конференції з міжнародною участю “Екологія та інженерія. Стан, наслідки, шляхи створення екологічно чистих технологій” (м. Дніпродзержинськ, 2000 р.) ; Міжнародній науково-технічній конференції “Технология и применение огнеупоров и технической керамики в промышленности” (м. Харків, 2001 р.) ; 2 Міжнародній науково-технічній конференції “Композиційні матеріали” (м. Київ, 2001 р.) ; Перших наукових читаннях ім. академіка НАН України А. С. Бережного “Фізико-хімічні проблеми керамічного матеріалознавства” (м. Харків, 2001 р.). 

Публікації: за темою дисертації опубліковано 15 робіт, із них 7 статей у наукових фахових виданнях. 

Структура та обсяг дисертації. Дисертаційна робота складається із вступу, 7 розділів, висновків та 4 додатків. Повний обсяг дисертації викладено на 179 сторінках. Робота містить 1 ілюстрацію по тексту, 28 ілюстрацій на 27 сторінках; 7 таблиць по тексту; 4 додатки на 41 сторінках; 172 найменувань використаних літературних джерел на 15 сторінках. 

 

 

 

У вступі обгрунтовано актуальність теми дисертаційної роботи, важливість наукових і практичних задач досліджень, поставлено мету й указано шляхи її досягнення. 

У аналітичному розділі розглянуто сучасні тенденції застосування кераміки у стоматології. Відзначено перспективність використання в медичній практиці для відновлювальної стоматології композиційних матеріалів на основі полімерних матриць і керамічних наповнювачів. Показано, що високі клінічні, естетичні й технологічні властивості композиційних матеріалів багато в чому забезпечуються вибором наповнювача. Приведено основні вимоги, що ставляться до наповнювачів для стоматологічних пластмас, серед яких основне місце займає оптична ізотропність, вузький інтервал дисперсності і сферична форма частинок. Наведено види наповнювачів із діоксиду кремнію, які широко використовуються, і технології їх одержання. Обгрунтовано перспективність енергозберігаючого синтезу кремнеземистих порошків за золь-гель технологією з етилсилікатних гідролізатів. 

У результаті аналізу літературних джерел визначено основні фактори, що впливають на процеси формування кремнеземистих гелей: величина рН, вид каталізатору і співвідношення вихідних компонентів. Виявлено, що процес гелеутворення в кислій області рН характеризується поступовим зростанням маси первинних частинок кремнезему, які стабілізуються за рахунок молекулярно-гідратних шарів води, що сприяє формуванню тонкої однорідної структури кремнеземистих гелей і створює можливість однорідного розподілу легуючого компоненту в макрогратці гелю. 

Приведена в літературі інформація про кристалізацію кремнезему з етилсилікатних гелей і вплив добавок, що їх модифікують, на показник заломлення керамічного наповнювача є обмеженою. Відсутні дані про вплив золь-гель передісторії на дисперсність, форму частинок, а також на їх агрегацію при термообробці. Недостатність теоретичних і експериментальних даних визначили задачі дослідження й основні напрямки їх реалізації в даній дисертаційній роботі: створення ізотропної фази із заданим розміром показника заломлення в інтервалі 1, 480-1, 510 з кроком 0, 01 за рахунок спрямованого синтезу криптокристалічної фази з високим двозаломленням, рівномірно розподіленої в ізотропному кремнеземі; одержання частинок високої дисперсності з однорідним розподілом частинок за розміром без використання стадії тривалих помелів шляхом формування тонкодисперсної структури гелю. 

У другому розділі наведено характеристику сировинних матеріалів і устаткування, описано методики досліджень і приготування вихідних гідролізатів. 

Дослідження гелей в ході старіння і при термообробці проводили з використанням інфрачервоної спектроскопії (спектрофотометри ИКС-29, UR-20). Відношення висоти характеристичних смуг поглинання до їх напівширини на ІЧ-спектрах приймали як непряму характеристику проходження процесів поліконденсації кремнієвої кислоти в гелях. Процеси термодеструкції гелей вивчали за допомогою диференційно-термічного методу аналізу на дериватографі ОД-103 при швидкості підйому температури 13 оС/хв. Змінення площ піків у відносних одиницях визначали шляхом зважування на аналітичних терезах вирізаних