Високодисперсні кремнеземисті порошки для стоматологічних пластмас

Використовуючи програмне за¬безпечення Multi-Pattern, досліджували тонку структуру кристобалітових порошків із різноманітною колоїдно-хімічною передісторією. Параметри гратки кристобаліту, отриманого з невідмитого гелю, трохи відрізняються від табличних значень. У кристобаліті, отриманому термообробкою гелю з непорушеною структурою (невідмитому), параметр а елементарної комірки менше табличних значень, а параметр с незначно підвищує ці значення. Це пояснюється наявністю структурно пов'язаної води в мікрообємі гелю, видалення якої утруднено в результаті виникнення напруг і локальних високих тисків при його термообробці. Використання відмивання на стадії одержання гелю призводить не тільки до видалення клатратів води і запобігання утворенню опалу, але і сприяє формуванню досконалої структури -кристобаліту. У кристобаліта, отриманого з відмитого гелю, викривлення гратки зникають: параметр а відповідає табличним значенням. 

У пятому розділі розглянуто вплив добавок на одержання наповнювача із заданим значенням показника заломлення. Для того, щоб забезпечити одержання наповнювачів ізотропної структури зі світлозаломленням в інтервалі 1, 480-1, 510, нами запропоновано синтезувати ультратонку криптокристалічну фазу з високим двозаломленням, рівномірно розподілену в ізотропному кремнеземі. Склади гетерофазних гелей підбирали таким чином, щоб запобігти кристобалітизації кремнезему і синтезу анізотропних включень. Як добавки використовували водорозчинні солі і гідроксиди Li, Mg, Ca, Zr і Al. Введення оксиду магнію сприяло підвищенню показника заломлення кремнеземистих порошків, проте отримані кристали мали анізотропну форму, що утруднює використання такого порошку як наповнювача для стоматологічних пластмас. При використанні добавок окс謬дів Li, Ca і Zr не виявлено збіжності позитивних результатів. 

Встановлено, що тільки введення оксиду алюмінію у вигляді гідроксиду алюмінію забезпечує одержання кремнеземистого порошку з однорідним показником заломлення. Підвищення світлозаломлення наповнювача досягається за рахунок синтезу ультратонкої фази муліту з високим двозаломленням. Малий розмір частинок криптофази муліту і рівномірний її розподіл по об’єму зерен кремнезему не порушують однорідності порошку за показником заломлення, що відзначається як сума світлозаломлень кремнеземистої склофази і криптокристалічної фази муліту. 

Незначне збільшення тривалості старіння гідроксиду алюмінію веде до зменшення значення світлозаломлення порошку, що зумовлено зниженням реакційної здатності гідроксиду алюмінію в процесі старіння. 

Встановлено (рис. 5), що при використанні етилсилікату-32, який містить до 70% мономеру Si (OC2H5) 4, спостерігається прямолінійна симбатна залежність показника заломлення порошку від кількості оксиду алюмінію, що пояснюється більшою можливістю утворення алюмосилоксанових зв'язків на стадії гідролізу мономерних молекул у порівнянні з полімерними. Порошки, що отримані на основі ЕТС-32, який містить до 50% полімерних молекул, і ЕТС-40, характеризувалися інтервалом значень світлозаломлень, який звужувався зі зростанням кількості Al2O3. Міцели гідроксиду алюмінію, які розташовуються на поверхні глобул кремнезему, затримують їх зростання. Зі збільшенням кількості оксиду алюмінію в гідролізаті зменшується розмір глобул кремнезему і відбувається більш щільне їх упаковування, що супроводжується більш рівномірним розподілом алюмосилоксанових зв'язків у структурі гелю. Відповідно до петрографічного аналізу порошки, отримані на основі ЕТС-32, містять анізотропні включення муліту, відсутні при використанні ЕТС-40, що пояснюється різною побудовою молекул, які утворюють ЕТС-32 і 40. Молекули циклічної і циклолінійної побудови, які складають ЕТС-40, легше вступають у реакцію сумісного гідролізу і легше конденсуються по оловим групам з утворенням алюмосилоксанових зв'язків, ніж лінійні структури, що характерні для ЕТС-32. 

Установлено оптимальний режим термообробки гелей системи ЕТС – Al (OН) 3, який забезпечує появу зародків муліту, рівномірно розподілених по об’єму зерен аморфного кремнезему: швидкість підйому температури до 800-850 оС не повинна перевищувати 3оС/хв. 

У шостому розділі досліджено взаємозв'язок золь-гель передісторії кремнеземистого порошку і його здрібнення. Встановлено, що помел кремнеземистих порошків ускладнюється агрегацією частинок за рахунок конденсаційних процесів між поверхневими силанольними групами Si-OH. 

Кремнеземиста склофаза, що утворюється при термообробці, вносить неоднорідність у склад порошку, затримує його наступне здрібнення. Регулюючи кінетичні параметри проведення процесів гідролізу і гелеутворення, можна контролювати фазовий склад і структуру порошку після термообробки. Використання стадії мокрого помелу структурованого етилсилікатного гідрогелю із наступною декантацією суспензії до рН 7 і відділенням маточного розчину, що містить кислоту, знижує швидкість старіння гелю, зменшує кількість внутрішньоглобульних гідроксильних груп, запобігає синтезу кремнеземистої склофази, а отже, і утворенню твердих агрегатів під час термообробки. Для досягнення переважної дисперсності частинок 5 мкм синтезованого таким способом кристобалітового порошку достатньо 30 хвилин кульового сухого помелу. 

У сьомому розділі наведено розроблену золь-гель технологію одержання кремнеземистого наповнювача для стоматологічних пластмас, що дозволяє точно регулювати показник заломлення порошків у інтервалі 1, 480-1, 510 з