Эта способность расширяться при затвердевании — очень важное свойство гипса, которое позволяет применять его во многих областях ортопедической стоматологии. В частности, модели и зуботехнические штампики лучше изготавливать большего размера, чем их истинные анатомические. В этом случае коронки, мостовидные и прочие протезы не будут слишком тесными при постановке их в полости рта. Расширение оказывается полезным свойством формовочных материалов, так как оно помогает компенсировать усадку металлической отливки при ее охлаждении.
Хотя и желательно, чтобы модели, изготовленные из обычного медицинского или высоко прочного гипсов, были несколько больших размеров, неконтролируемое расширение этих материалов может оказаться излишним.
Рис. 3.1.1. Схематичное представление сферолитной структуры дигидрата сульфата кальция
Клиническое значение.
Существуют различные добавки для гипса, которые применяют для достижения определенного уровня расширения материала, которое изменяется для обычного гипса в диапазоне 0,2-0.3% объемных, а для гипсовых моделей и штампиков - 0,05-0,10% объемных.
Хлорид натрия.
Присутствие хлорида натрия обеспечивает дополнительное пространство для образования и роста кристаллов. Более высокая плотность кристаллов ограничивает их рост, тем самым снижая их способность отталкиваться друг от друга. Это выражается в уменьшении расширения материала. Увеличение числа центров кристаллизации дигидрата сульфата кальция приводит к ускорению затвердевания материала. Скорость растворения полугидрата также растет, что в свою очередь ускоряет скорость реакции затвердевания.
При высокой концентрации (>20%)хлорид натрия оседает на поверхности кристалла и предотвращает его дальнейший рост. Это скорее снижает скорость реакции, чем увеличивает ее.
Сульфат калия.
Сульфат калия (K
2
S0
4
) реагирует с водой и полугидратом с образованием «сингенита» (K
2
(CaS0
4
)
2
• Н
2
0). Это соединение кристаллизируется очень быстро и способствует росту большего количества кристаллов. В результате суммарное расширение уменьшается и ускоряется реакция затвердевания. При использовании для замешивания 2% раствора сульфата калия, время затвердевания уменьшится примерно с 10 до 4 минут.
Дигидрат сульфата кальция.
Добавление небольшого количества дигидрата сульфата кальция дает дополнительные центры кристаллизации и действует как ускоритель; это вещество будет сокращать и рабочее время и время затвердевания.
Бура.
Добавление буры (Na
2
B
4
0
y
-10H
2
0) замедляет процесс затвердевания, ускорение которого было вызвано введением вышеуказанных добавок. Она является ингибитором процесса затвердевания. Добавление буры ведет к образованию тетрабората кальция, который оседает на кристаллах дигидрата и предотвращает их дальнейший рост.
лимоннокислый калий (цитрат калия).
Цитрат калия действует как ингибитор, и его иногда добавляют в виде дополнения к буре.
Таким образом, тщательно регулируя количество вышеуказанных добавок, можно получать гипсовые материалы с необходимой степенью расширения, rot ным рабочим временем и временем затвердевания, которые соответствуют различным видам назначения. Показатели расширения при затвердевании для гипсов приведены в Таблице 3.1.2.
Клиническое значение.
Низкое расширение при затвердевании высокопрочного и супергипса делает эти материалы идеальными для штампиков и моделей при изготовлении протезов как из металла, так и из керамики.
Гигроскопическое расширение.
Расширение при затвердевании материала можно существенно увеличить путем погружения его в воду в процессе затвердевания. При затвердевании на воздухе поверхностное натяжение несвязанной воды стремится сблизить кристаллы , а это ограничивает их рост. Однако, когда кристаллы погружаются в воду, они могут расти более свободно, приводя в результате к большей степени расширения. Этот процесс называется гигроскопическим расширением, его иногда применяют для обработки огнеупорных формовочных материалов на гипсовом связующем при литье сплавов, обладающих высоким коэффициентом термического расширения или высокой усадкой при твердении.
Таблица 3.1.1 Изменение молярного объема при повторном поглощении воды полугидратом сульфата кальция
Таблица 3.1.2 Расширение при затвердевании некоторых типов гипса.
Таблица 3.1.3 Прочность при сжатии некоторых типов гипса
гипс 217
СВОЙСТВА.
Стабильность размеров.
По завершении процесса затвердения материала, его размеры не изменяются совсем или претерпевают лишь незначительные изменения. Гипсовые модели обладают идеальной устойчивостью при хранении, хотя гипс слабо растворим в воде. По этой причине не следует промывать поверхность гипсовых моделей горячей водой.
Прочность при сжатии.
Прочность при сжатии — механическое свойство, обычно применяемое для оценки прочности гипса. Эти показатели приведены в Таблице 3.1.3.
На прочность при сжатии существенно влияет соотношение порошок-жидкость. Из вышеприведенных данных ясно, что уменьшение количества воды, необходимого для приготовления приемлемой гипсовой смеси, существенно повышает прочность изделия при сжатии. Таким образом, на прочность при сжатии затвердевшего гипса влияет отклонение отрекомендуемого соотношения порошок-жидкость. Преимущество применения излишнего количества воды втом, что смесь получается гомогенной или однородной и легко заливается. Воздух, попадающий в смесь при ее замешивании, легче удаляется из жидкой смеси высоко прочного и супергипса при вибрации, но при этом прочность при сжатии снижается. С другой стороны, рекомендуемое меньшее количество воды приводит к получению слишком густой смеси, из которой труднее удалить пузырьки воздуха, что влечет за собой увеличение пористости и значительное снижение прочности. Также существует опасность недостатка воды для полного прохождения реакции затвердевания.
Таким образом, использование меньшего количества воды способно повышать прочность при сжатии, но при малом количестве воды наблюдается ухудшение качества материала.
Существует явное различие в прочности гипса во влажном и сухом состоянии. В основном, в сухом состоянии прочность примерно в два раза выше, чем во влажном состоянии.
Прочность при растяжении.
Прочность при растяжении обычного гипса во влажном состоянии очень низкая (примерно 2 МПа). Это обусловлено пористой и хрупкой природой гипса, в результате чего зубы и края на гипсовой модели могут легко повреждаться при грубом обращении. Прочность при растяжении высокопрочного гипса в два раза выше, чем прочность обычного, поэтому лучше использовать этот тип гипса для моделей при изготовлении мостовидных протезов и для штампиков.
Твердость и износостойкость.
Твердость поверхности гипса очень низкая, поэтому этот материал очень легко царапается и истирается. В качестве альтернативных материалов для моделей изучаются эпоксидные пластмассы, поскольку у них лучше показатель воспроизведения деталей, они более устойчивы к истиранию и у них выше прочность при изгибе по сравнению с гипсом, но эти материалы подвержены полимеризационной усадке.
Клиническое значение.
Если не учитывать при изготовлении моделей усадку эпоксидных пластмасс при отверждении, то полученные на этих моделях литые протезы могут не соответствовать по размеру и не обеспечивать постановку протезов во рту.
Воспроизведение деталей поверхности.
В спецификации №19 Американского Национального Института Стандартов/Американской Стоматологической Ассоциации совместимость оттискных материалов и стоматологических гипсов оценивается по воспроизведению линии шириной в 20 мкм, воспроизведенной на модели из обычного гипса — дигидрата сульфата кальция. Так как поверхность изделий из гипса слегка пористая, мельчайшие детали поверхности меньше 20 мкм воспроизводятся плохо. Однако очень четко отпечатываются макроскопические детали поверхности, хотя помешать этому могут пузырьки воздуха (например, попавшего между гипсом и оттискным материалом).
Клиническое значение.
Всякий раз, когда требуется повторное смачивание штампика, это необходимо делать в насыщенном водном растворе дигидрата сульфата кальция.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
Преимуществам недостатки при использовании гиткса для изготовления моделей в целом отражены в Таблице 3.1.4.
При нанесении воска на поверхность штампика для изготовления литейной формы, штампик следует увлажнить. Поскольку гипс слабо растворим в воде, некоторое количество материала на увлажненной поверхности растворяется, поэтому следует избегать повторной сушки и увлажнения изделия.
Таблица 3.1.4 Преимущества и недостатки гипса для изготовления моделей