Материалы для зубных оттисков: Винполиссилоксановая смола

В имплантологии и точном несъемном протезировании качество стоматологического оттиска напрямую влияет на посадку и долгосрочную стабильность конечной реставрации. На протяжении многих лет в исследованиях сравнивались различные клинические методики, такие как методы ПВС с использованием путуи-воска и внутриротовые сканеры, с основным акцентом на точность.

Хорошо спроектированные оттиски из поливинилсилоксана (ПВС) на основе винилсиликоновых полимеров и силиконовой смолы могут удовлетворить строгие требования к точности для одиночных имплантатов и высокоточных несъемных случаев и часто сопоставимы с современными цифровыми оттисками.

Однако для производителей сырья силикона и производителей стоматологических материалов более важным моментом является не просто “какой метод оттиска лучше,” а: как использовать более качественные базовые полимеры, такие как винилсиликоновая смола, силиконовое масло и жидкий силиконовый каучук, чтобы придать материалам для стоматологических оттисков более высокую точность, более легкое обращение, лучший комфорт для пациента и более надежную стабильность, чтобы они действительно поддерживали модернизацию всей стоматологической промышленности.

• Введение в кремний, силиконы и плотность
• Основные преимущества винилсиликона в материалах для стоматологических оттисков ПВС
• Какой винилсиликон действительно нужен стоматологической промышленности?
• Возможности применения винилсиликона в стоматологии и за ее пределами
• Как выбрать стоматологический силиконовый материал?

1 Введение в силикон, силиконы и плотность

С точки зрения материаловедения, винилсиликон принадлежит к семейству силиконов, которые представляют собой полимеры на основе кремния и кислорода. В природе встречающийся кремний не находится в виде жидкого кремния, а в основном в виде диоксида кремния и силикатных минералов; в земной’коре он соединяется с кислородом, образуя твердые, подобные камню соединения.

На атомном уровне элементарный кремний образует кристаллическую структуру с тетраэдрической координацией атомов кремния, аналогично германию. Монокристаллические пластины с точно контролируемым уровнем примесей и легированием являются основой современных интегральных схем, где даже незначительные изменения в расположении атомов могут сильно повлиять на электрические характеристики.

При стандартных условиях температуры и давления этот кристаллический твердый материал имеет плотность около 2,33 г/см³. В кубическом метре такого материала масса может составлять более двух тонн.

Кремнийорганические материалы сильно различаются. В силиконах атомы кремния связаны с кислородом и органическими группами, образуя гибкие полимеры, которые ведут себя скорее как резина и пластмассы. Силиконовая резина и жидкий силиконовый каучук представляют собой мягкие, инертные эластомеры с уникальными свойствами, такими как высокая диэлектрическая прочность, хорошая текучесть в процессе отверждения и отличная стабильность при воздействии воздуха, влаги и нагрева. Коммерческие силиконовые жидкости часто характеризуются вязкостью в сСт (сантистоксах) и могут смешиваться с другими материалами или добавками для настройки обработки и характеристик.

XJY-8206 винилметилсиликоновая смола представляет собой поликонденсат из четырехфункционального силоксана (Q) и однофункционального метилсилоксана (M), молярная масса обычно составляет 2500-5000 г/моль, соотношение цепей M и Q в молекулярной структуре, а структурные свойства M определяют область применения смолы.

С практической точки зрения материаловедения инженеры часто говорят о плотности, удельном весе и относительной плотности силикона. В стандартных условиях большинство силиконовых резин и жидких винилсиликоновых компаундов имеют среднюю плотность в диапазоне около 0,95–1,25 г/см³³, что близко к плотности воды. На кубический метр это соответствует весу примерно 950–1250 кг. Точные значения, указанные в технических данных, зависят от многих факторов:

наличия усиливающих наполнителей, таких как кремнезем или даже тяжелые пигменты;

типа винилсиликонового полимера и других материалов, используемых в рецептуре;

методов смешивания и дегазации, которые уменьшают количество пустот и захваченного воздуха и могут быть дополнительно улучшены под более высоким давлением;

Окончательный объем достигается после отверждения и усадки.

Эти значения плотности часто называют “плотностью силикона” и они обычно используются для контроля дозировки, расчета производственного выхода и поддержания постоянства механических свойств от партии к партии. В слепочных материалах, если плотность слишком низкая, материал может не полностью проникнуть в узкие фиссуры; если слишком высокая, избыточная масса и твердость могут негативно повлиять на рабочие характеристики. Достижение правильного баланса, наряду с вязкостью и плотностью сшивки, является одной из ключевых особенностей хорошей винилсиликоновой рецептуры.

Все эти фоновые факты о кремнии, силиконах и плотности объясняют, почему системы ПВС на основе винилсиликона так привлекательны для стоматологического использования: они сочетают в себе стабильность кремний-кислородных сетей на атомном уровне с макроскопической гибкостью и текучестью инженерных полимеров.

2. Основные преимущества винилсиликона в материалах для стоматологических оттисков ПВС

Стоматологические слепочные материалы из ПВС построены на основе сети винилфункциональных силиконовых полимеров и винилсиликоновых смол. Для химиков-рецептурщиков эта сеть определяет, будет ли слепочный материал “легко и надежно” во рту.

2.1 Размерная стабильность, термостойкость и малая усадка

Винилсиликоновые системы отверждаются за счет реакции присоединения, катализируемой платиной, и не выделяют летучих побочных продуктов. В результате усадка объема очень низкая по сравнению с системами конденсационного отверждения и многими традиционными резинами. В то же время они обладают отличной теплостойкостью и атмосферостойкостью, что важно для хранения, транспортировки и долгосрочной эксплуатации.

Выбирая винилсиликоновые полимеры с подходящей молекулярной массой, содержанием винила и плотностью сшивки, отвержденный ПВС образует стабильную трехмерную сетку. Это позволяет оттиску сохранять свои размеры во время:

• извлечения изо рта
• заливки гипсом
• транспортировки в лабораторию
• хранения до сканирования или повторной заливки модели

Для зуботехнических лабораторий, которые отправляют работы на большие расстояния или заливают более одной модели, эта размерная стабильность вместе с предсказуемой плотностью и сроком годности имеет решающее значение.

2.2 Механические свойства: упругое восстановление, прочность на раздир и прочность на растяжение

Зубной оттиск должен проходить через поднутрения, контактные точки и компоненты имплантатов, а затем возвращаться к своей первоначальной форме без остаточной деформации. В то же время он должен быть устойчивым к разрыву в тонких участках вокруг десневого края.

Комбинируя различные структуры винилсиликоновых жидкостей, винилсиликоновой смолы, MQ-смолы и армирующих наполнителей, разработчики могут регулировать плотность сшивки и достигать баланса между:

• мягкостью и твердостью (комфорт для пациента и легкое извлечение ложки)
• упругой восстановлением и прочностью на разрыв (точное воспроизведение деталей)
• прочностью на раздир (защита тонких краев и границ под высокой локальной нагрузкой)

Полученные физические свойства определяют поведение продукта в реальных условиях. Хорошо разработанные винилсиликоновые системы обеспечивают легкое извлечение оттиска, сохраняя при этом четкость деталей, необходимую для краев имплантатов и коронок.

2.3 Контролируемая текучесть, вязкость и тиксотропия

Классические системы ПВС включают шпатлёвки, средневязкие и легковязкие. Реология каждой марки сильно зависит от исходных винилсиликоновых материалов.

Низковязкое силиконовое масло и винилсиликоновые жидкости улучшают текучесть и смачивание для легковязких систем. “wash” материалы, помогающие им проникать в борозду и тонкую анатомию.

Полимеры с более высокой вязкостью, разветвленные или частично модифицированные смолой, обеспечивают объем и поддержку в материалах для лотков, сохраняя оттиск стабильным под давлением.

Поставляя портфель винилсиликоновых полимеров с различной вязкостью и функциональностью по винилу, производители сырья позволяют стоматологическим компаниям разрабатывать системы «путти-вош», которые балансируют рабочее время, время отверждения и внутриротовую обработку. Добавки, такие как поверхностно-активные вещества и модификаторы тиксотропии, могут комбинироваться для настройки поведения при обработке и нанесении покрытия без ущерба для механической прочности.

2.4 Химическая стойкость и варианты гидрофильности

Традиционные слепки из силиконового каучука являются гидрофобными, что может затруднить фиксацию деталей в присутствии слюны или небольшого количества крови. Современные продукты PVS преодолевают это за счет введения гидрофильных боковых цепей или смешивания специальных поверхностно-активных веществ в винилсиликоновую сетку.

В то же время винилсиликоновые материалы демонстрируют очень хорошую химическую стойкость ко многим слабым кислотам, основаниям и чистящим средствам, что помогает им сохранять свои свойства во время дезинфекции и хранения. Для производителей стоматологических материалов доступ к гидрофильным, но химически стойким винилсиликоновым строительным блокам является ключевым шагом на пути к созданию премиальных “гидрофильных PVS” слепочных материалов.

2.5 Совместимость с гипсом, смолой и цифровыми рабочими процессами

Благодаря своей химической инертности и поверхностным свойствам винилсиликоновые слепочные материалы демонстрируют:

Хорошее отделение от стоматологического гипса

низкое взаимодействие с большинством смол для 3D-печати

стабильное оптическое поведение (включая показатель преломления) при сканировании лабораторными сканерами

Это делает винилсиликоновые PVS подходящими не только для традиционных гипсовых моделей, но и для рабочих процессов, где:

Слепок заливается,

гипсовая модель сканируется,

данные импортируются в системы CAD/CAM.

Во многих клиниках и лабораториях, которые все еще переходят от традиционных к полностью цифровым процессам, винилсиликоновые слепки служат мостом между двумя мирами.

3. Какой винилсиликон действительно нужен стоматологической промышленности?

Являясь поставщиком сырья’С точки зрения производителя, обслуживание рынка стоматологических слепков и силиконового каучука означает разработку портфеля винилсиликонов, который напрямую соответствует потребностям производителей стоматологических материалов.

3.1 Винилсиликоновые жидкости и базовые полимеры

Низковязкие винилсиликоновые жидкости используются для регулирования текучести и улучшения смачивания в легких материалах. Базовые полимеры с более высокой молекулярной массой или слаборазветвленные используются для повышения эластичности и восстановления.

Предлагая широкий диапазон вязкости и четко заданное содержание винила, поставщики могут помочь разработчикам быстро подобрать правильную комбинацию для:

putty

материалов для ложек / тяжелых тел

средних и легких материалов для коррекции

Объединение значений плотности, данных о вязкости и других свойств в одном информационном пакете облегчает производителям разработку рецептур и условий обработки.

3.2 Винил MQ силиконовые смолы и силиконовые смолы

Винил MQ силиконовые смолы служат “жестким скелетом” и армирующими точками в сети. Они помогают создать впечатление:

устойчивость к разрушению под давлением ложки

сохранять размерную стабильность материала ложки при различных температурах

улучшать четкость краев и воспроизведение деталей

Регулируя соотношение M/Q, содержание винила и тип растворителя (например, системы на основе ксилола или других совместимых растворителей), поставщики могут создавать смолы, оптимизированные для:

высокотвердых слепочных материалов

среднетвердых ложных или монофазных материалов

покрытий и компаундов, где требуются механическая прочность и изоляция

Эти смолы вместе с подходящими наполнителями с размером частиц на микроуровне дают производителям мощные инструменты для точной настройки механических характеристик и удельного веса.

3.3 Платиновые каталитические системы и плотность сшивки

Стоматологические слепочные материалы должны соответствовать строгим клиническим требованиям по времени: приемлемое время смешивания, предсказуемое время застывания в полости рта и надежный срок годности. Винилсиликоновые композиции обычно отверждаются с помощью платинового катализатора, и реакция протекает как присоединительное отверждение между винильными группами и группами Si-H.

Поставщики винилсиликона могут поддерживать это, предлагая согласованные платиновые каталитические системы и пакеты ингибиторов, которые:

контролируют плотность сшивки и твердость

сохраняют стабильный срок хранения в прохладном, сухом и хорошо вентилируемом месте

предотвращают отравление катализатора обычными стоматологическими адгезивами или другими материалами, используемыми в кресле

Хорошо подобранная система отверждения снижает вариабельность партий и обеспечивает стоматологу более стабильный опыт работы в кресле.

3.4 Функциональные винилсиликоновые блоки для гидрофильных и специальных марок

Встраивая в винилсилоксановую цепь сегменты ПЭГ, гидроксильные группы или другие гидрофильные единицы, поставщики сырья могут создавать функциональные полимеры, которые:

повышают смачиваемость поверхности слепка

сохраняют приемлемую механическую прочность

улучшают воспроизведение деталей во влажных условиях

Такие функциональные винилсилоксановые полимеры являются основой для гидрофильных PVS-материалов нового поколения. Тщательно подобранные добавки и методы обработки позволяют производителям адаптировать характеристики для различных клинических применений.

4. Возможности применения винилсилоксана в стоматологии и за ее пределами

Помимо классических PVS-материалов, винилсилоксановые системы имеют более широкий потенциал в стоматологии и смежных отраслях.

4.1 Стоматологические подкладки, заливка и электроника в полости рта

Снижая плотность сшивки и используя более мягкие наполнители и пластификаторы, винилсилоксановые эластомеры могут быть составлены как:

мягкие подкладки и эластичные материалы для перебазировки зубных протезов

герметизирующие и заливочные составы для малогабаритной электроники вблизи ротовой полости, где требуются изоляция, химическая стойкость и гибкость

защитные слои на печатных платах, используемых в медицинских и стоматологических устройствах

Эти продукты выигрывают от тех же изоляционных, атмосферостойких и механических свойств, которые делают силиконовые смолы привлекательными в авиакосмической, транспортной и общей электронной промышленности.

4.2 Временные герметизирующие и барьерные материалы

Благодаря своей эластичности и низкой поверхностной энергии винилсилоксановые материалы могут использоваться в качестве:

временных герметизирующих материалов при эндодонтическом лечении

десневых барьеров или изоляционных слоев при процедурах отбеливания

защитные покрытия при различных восстановительных процедурах

Они обеспечивают контролируемое прилегание и легкое удаление без повреждения структуры зуба.

4.3 Поддержка цифровой стоматологии и 3D-печати

По мере развития цифровой стоматологии все больше лабораторий используют фотополимерные смолы для 3D-печати для создания моделей и индивидуальных ложек. Стабильные винилсиликоновые оттиски в сочетании с поверхностями, пригодными для сканирования, являются важной отправной точкой в цифровом рабочем процессе.

В будущем также существует потенциал для разработки гибких печатных материалов на основе винилсиликона для изготовления индивидуальных внутриротовых аппаратов, шин или защитных кап, что дополнительно расширит роль винилсиликона в цифровом стоматологическом производстве.

4.4 Оральная защита и медицинские аксессуары

Благодаря биосовместимости и мягкой эластичности силиконовые системы уже используются в материалах для регистрации прикуса, капах и аппаратах для лечения синдрома обструктивного апноэ сна. Химия винилсиликона может помочь точно настроить твердость, прочность на растяжение и долговечность таких долгосрочных внутриротовых аппаратов, предоставляя дизайнерам лучший контроль над комфортом и производительностью.

5. Как выбрать стоматологический силиконовый материал?

Прогресс в технологии стоматологического оттиска зависит не только от улучшенных методик или более продвинутых сканеров. Он также опирается на непрерывное совершенствование системы винилсиликоновых материалов, которая составляет основу ПВС-материалов для стоматологических оттисков.

Поливинилсилоксановые оттиски на основе винилсиликоновых полимеров уже доказали свою размерную точность и долгосрочную стабильность в клинической практике. Путем тщательного проектирования винилсиликоновых жидкостей, винилсиликоновых смол, MQ-смолы, наполнителей и совместимых платино-катализаторных систем производители сырья могут дополнительно оптимизировать:

• механические свойства и сопротивление разрыву
• гидрофильность и химическую стойкость
• время работы и профили отверждения
• совместимость с гипсом, рабочими процессами для 3D-печати и другими материалами

XJY Silicones является одним из ведущих производителей силиконовых MQ-смол и силиконов VMQ в Китае, с более чем 30-летним опытом НИОКР и производства в силиконовой отрасли, а также более чем 15 связанными патентами и технической поддержкой. Наши продукты из силиконового сырья могут удовлетворить потребности области силиконовой косметики и поддержать предоставление диверсифицированных индивидуальных решений.