Реакцию кристаллизации гипса (схватывания) можно представить следующим образом: при замешивании полугидрата гипса с водой вначале происходит частичное растворение гипса, затем каждая молекула гипса присоединяет к себе 1,5 молекулы воды (гидратируется). Вода вступает в химическое соединение с гипсом. В результате этой химической реакции получается двугидрат гипса. Двугидрат, или двуводный гипс, в процессе кристаллизации из пластического состояния быстро переходит в твердое состояние. При затвердевании кристаллы гипса вытягиваются в различных направлениях, сращиваются в кристаллические агрегаты — получается монолитная масса гипса. Реакция кристаллизации сопровождается выделением тепла.
Для получения слепочной массы рекомендуется на 100 мл воды брать 150—180 г гипса, т. е. на стакан воды 2—2`/г стакана гипса. Практически это делается так. В резиновую колбу, используемую в зубопротезной технике для замешивания гипса, наливают нужную порцию воды и постепенно засыпают гипс из расчета на одну часть воды две части гипса. Чтобы не производить отмеривания или отвешивания гипса, пропорцию 1 :2 можно определить моментом, когда гипс в резиновой колбе будет возвышаться горкой над поверхностью воды и у стенок колбы не останется сверху свободной воды.
При этих условиях после энергичного размешивания смеси шпателем получается однородная слепочная масса.
В процессе затвердевания гипса 65% воды идет на гидратацию, остальные 35% постепенно испаряются. Оставшаяся избыточная часть воды испаряется при высыхании гипса. Высохший двуводный гипс представляет собой твердуло пористую массу.
Скорость затвердевания гипса зависит от многих причин. Эта реакция будет протекать быстрее или медленнее в зависимости от величины частиц гипса: чем тоньше помол (частицы гипса меньше), тем больше площадь соприкосновения с водой и, следовательно, реакция происходит быстрее. На скорость затвердевания гипса влияет способ замешивания гипса перед получением слепка. Энергичное перемешивание гипса в резиновой колбе с водой ускоряет кристаллизацию. Скорость затвердевания зависит от температуры воды, применяемой для замешивания гипса: теплая вода до 37° ускоряет схватывание, горячая и холодная — замедляют.
При неправильном хранении гипса во влажном помещении быстро изменяется его качество, из полугидрата гипс может превратиться в двугидрат и будет непригоден для употребления. Отсыревший гипс схватывается медленнее. Для восстановления качества отсыревшего зуботехнического гипса его следует прогреть при температуре 150—170" на металлическом листе при постоянном помешивании.
Процесс ускорения и замедления затвердевания гипса можно изменять, применяя катализаторы — ускорители реакции, ингибиторы — замедлители реакции.
В качестве веществ, ускоряющих реакцию затвердевания гипса, используют 2,5—3% раствор поваренной соли NaCl, сульфат натрия Na2S04, селитру KNO3, сернокислый калий K2SO4.
Вещества, используемые как ингибиторы для замедления процесса кристаллизации гипса, в зубопротезной технике применяются с целью придания затвердевшему гипсу большей прочности, например, при отливке комбинированных моделей, музейных экспонатов. К замедлителям (ингибиторам) относятся клей столярный, 2—3% раствор буры, 5—6% раствор сахара, глицерин в виде 3—4% водной эмульсии, 5% раствор этилового спирта.
Применяя катализаторы, необходимо помнить, что прочность гипса понижается, поэтому их не следует использовать при изготовлении моделей, загипсовки восковых протезных базисов в кювету и на всех других этапах изготовления протезов.
Физические свойства гипса. Зуботехнический гипс — »то белый порошок, удельный вес 2,67—2,68; затвердевание гипса начинается через 4—15 минут от начала замешивания и заканчивается через 6—30 минут. Зуботехнический гипс надо просеивать через сито, имеющее 900 отверстий на каждый 1 см
Предел прочности гипса от 3 до 15 кг/см
. Прочность гипса на растяжение через сутки после затвердевания составляет от 3 до 7 кг/см
, через 7 суток — от 8,7 до 14,2 кг/см
(П. П. Будников).
Прочность гипса зависит от скорости реакции кристаллизации; как правило, чем быстрее происходит кристаллизация, тем меньше прочность гипса. На прочность гипса влияет также количество взятой воды при изготовлении гипсовой смеси. Избыточное количество воды при реакции затвердевания не вступает в химическую связь с гипсом и она оказывается механически включенной между кристаллами. После высыхания такой гипс будет более пористым и непрочным. Прочность гипса можно повысить. При замешивании гипса в воду следует добавить 2—3% буры или затвердевшую, хорошо просушенную гипсовую модель прокипятить в растворе буры или парафине, стеарине. Гипс повышенной прочности используют для изготовления гипсовых музейных экспонатов.
Зуботехнический гипс не имеет запаха, при высыхании слепка и модели почти не изменяется в объеме.
При затвердевании гипс расширяется до 1% объема, что является положительным при отливке моделей: за счет расширения лучше заполняется слепок.
При действии высокой температуры на затвердевший гипс последний становится хрупким, непрочным.
Положительные и отрицательные стороны применения гипса. При получении слепков гипс хорошо ложится в оттискную ложку и удобно вводится в полость рта, дает точные отображения ее рельефа и коронок зубов, не раздражает слизистую оболочку полости рта, быстро твердеет, является материалом для разового индивидуального пользования, гигиеничен.
Однако методика выведения слепка из полости рта еще достаточно сложна и трудоемка, и это рассматривается как отрицательная сторона его применения. Недостатком является также хрупкость. Острые края при разломе гипса могут травмировать слизистую оболочку.
Модели, полученные по слепку или оттиску, обладают высокой точностью. В случае поломки гипсовой модели при отделении от слепка просушенный гипс хорошо склеивается силикатным клеем и пломбировочным цементом. При отливке модели по гипсовому слепку отделение слепка от модели требует определенного времени и достаточныхлавыков.
Применение гипса. Гипс как строительный материал был известен в глубокой древности. Более 3000 лет до нашей эры гипс применялся в Египте для возведения пирамид, многие древние архитектурные памятники сделаны из гипса. Производство гипса относится к XII— XIII векам нашей эры.
Полуводный гипс применяется в строительстве для штукатурных работ, изготовления архитектурных строительных изделий, в керамической промышленности.
В период Крымской войны 1853—1858 гг. знаменитый хирург Н. И. Пирогов впервые применил гипс при лечении огнестрельных переломов костей в виде повязок из гипсовых бинтов.
Гипсовый бинт — это обычный бинт, посыпанный сухим гипсом. Перед наложением его смачивают.
Этот метод сохранился до наших дней и широко используется в хирургической практике.
В ортопедической стоматологии и зубопротезной технике гипс является самым распространенным материалом. Диапазон его применения очень широк.
Рис. 10. Слепки, полученные гипсом.
Рис. 11. Гипсовые модели.
Положительные свойства зуботехнического гипса позволили использовать его как слепочыи материал (рис. 10), однако за последние годы с внедрением в практику ортопедической стоматологии пластичных слепочных материалов гипс может быть полностью исключен как слепочный материал.
В зубопротезной технике гипс используется для моделей (рис. 11), гипсования восковых`базисов с искусственными зубами в кювету (пресс-форму) (рис. 12) и моделей в окклюдатор (рис. 13).
При изготовлении металлических коронок гипс используется при получении формы (рис. 14) металлического штампа из легкоплавкого металла.
При изготовлении мостовидных протезов искусственные металлические зубы спаивают с металлическими коронками, для временной фиксации коронок с зубами на период спаивания применяют гипс.
Гипс может быть использован как моделировочный материал. При отливке деталей протезов из металлов он служит формовочным материалом вместе с другими огнеупорными материалами.
Рис. 13. Гипсопые модели гипсованы в окклюдатор.
Рис. 14. Получение гипсовой формы для отливки металлического.
штампа.
Порошок гипса тонкого помола можно использовать для полировки протезов, его приготавливают в виде кашицеобразной массы, составленной на вазелине.