Wpływ dodatku nanowypełniacza na właściwości mechaniczne i tribologiczne kompozytów ceramiczno-polimerowych do zastosowań stomatologicznych

• Autorzy: Szafran M. , Bobryk E. , Szczęsna B. , Jałbrzykowski M.

Warianty tytułu

EN

Effect of nanoparticles on mechanical and wear properties of ceramic-polymer composites used in dentistry

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Przedstawiono wyniki badań właściwości mechanicznych i tribologicznych ceramiczno-polimerowych materiałów kompozytowych przeznaczonych na stałe wypełnienia stomatologiczne. Badania te dotyczyły wpływu rodzaju, ilości i rozkładu wielkości ziaren wypełniacza na właściwości materiałów kompozytowych. Z literatury naukowej wynika, że poprawę parametrów wytrzymałościowych tych materiałów może zapewnić optymalizacja ilości i składu wprowadzanych proszków ceramicznych. Dlatego przeprowadzono badania nad wpływem wypełniacza, a w szczególności nanowypełniacza na właściwości mechaniczne materiałów kompozytowych. Założono, że dodatek nanoproszku zapewni lepszą wytrzymałość mechaniczną. W tym celu wykonano serię kształtek z udziałem proszków o dwóch gradacjach ziarna i o różnym składzie ilościowym względem siebie. Całkowity stopień upakowania wypełniacza w kompozycie był stały. Otrzymane materiały poddano badaniom właściwości mechanicznych: mikrotwardości Vickersa, wytrzymałości na zginanie i ścieralności. Stwierdzono, że dodatek nanowypełniacza poprawił parametry wytrzymałościowe kompozytów o zastosowaniu stomatologicznym.

EN

Human expectations always implicates a demand for new technologies. The same rule applies to dentistry materials. Until quite lately amalgam fillings were used most often because its good mechanical properties as well as Iow price. However its disadvantages such as high termal conductivity and unsatisfying colour motivated scientists to investigate of new materials which could be used as dental fillings. Ceramic-polymer composites seemed to be the most perspective. The aim of this study was to conduct research on influence of type, quantity and filler's grain size distribution on functional properties of ceramic--polymer composites used as dental fillings. Following latest scientific literature it is known that optymalization of quantity and composition of ceramic fillers can improve strength of composite materials. This is the reason for research on effect of filler, especially nanofiller on tribological and mechanical properties of dental composites. It was assumed that nano-particles enhance durability of composite samples. To prove that series of samples was made. Each sample had different content of silica filler and nanofiller but total load was constant. Microhardness, flexural strength and tribological tests were performed on these samples. The results indicate that nanoparticles have the potential to improve microhardness (Fig. 1), wear (Figs. 3 and 4) and mechanical properties (Fig. 2) of ceramic-polymer composites used as dental fillings.

Słowa kluczowe

PL

kompozyty ceramiczno-polimerowe; nanowypełniacz; zużycie masowe; współczynnik tarcia; mikrotwardość; wytrzymałość na zginanie

EN

ceramic-polymer composites; nanofiller; wear; friction coefficient; microhardness; flexural strength

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Częstochowskiej
• Czasopismo: Kompozyty
• Rocznik: 2006
• Tom: R. 6, nr 3
• Strony: 83--87
• Opis fizyczny: Bibliogr. 20 poz., rys.

Twórcy

autor

Szafran M.

autor

Bobryk E.

autor

Szczęsna B.

autor

Jałbrzykowski M.

• Politechnika Warszawska, Wydział Chemiczny, ul. Noakowskiego 3, 00-664 Warszawa; Politechnika Białostocka, Wydział Mechaniczny,

Bibliografia

• [1] Ruddell D.E., Maloney M.M., Thompson J.Y., Effect of novel filler particles on the mechanical and wear properties of dental composites, Dental Materials 2002, 18, 72-80.
• [2] Shinkai K., Suzuki S., Katon Y., Effect of filler size on wear resistance of resin cement, Odontology 2001, 89, 41-44.
• [3] Lim B.-S., Ferracane J.L., Condon J.R., Adey J.D., Effect of filler fraction and filler surface treatment on wear of microfilled composites, Dental Materials 2002, 18, 1-11.
• [4] Condon J.R., Ferracane J.L., Reduction of composite contraction stress through non-bonded microfiller particles, Dental Materials 1998, 14, 256-260.
• [5] Condon J.R., Ferracane J.L., Reduced polymerization stress through non-bonded nanofiller particles, Biomaterials 2002, 23, 3807-3815.
• [6] Tomankiewicz M., Materiały kompozytowe i szklano-jonomerowe w praktyce stomatologicznej, Wydawnictwo Czelej, Lublin 2002.
• [7] Atai M., Nekoomanesh M., Hashemi S.A., Amani S., Physical and mechanical properties of a an experimental dental composite based on a new monomer, Dental Materials 2004, 20, 663-668.
• [8] Chung C.-M., Kim J.-G., Kim M.-S., Kim K.-M., Kim K.-N., Development of a new photocurable composite resin with reduced curing shrinkage, Dental Materials 2002,18, 174-178.
• [9] Musanje L., Ferracane J.L., Effects of resin formulation and nanofiller surface treatment on the properties of experimental hybrid resin composite, Biomaterials 2004, 25, 4065-4071.
• [10] Debnath S., Wunder S.L., McCool J.I.,. Baran G.R., Silane treatment effects on glass/resin interfacial shear strengths, Dental Materials 2003, 19, 441-448.
• [11] Xu H.H.K., Eichmiller F.C., Antonucci J.M., Schumacher G.E., Ives L.K., Dental resin composites containing ceramic whiskers and procured glass ionomer particles, Dental Materials 2000, 16, 356-363.
• [12] Xu H.H.K., Quinn J.B., Giuseppetti A.A., Eichmiller F.C., Parry E.E., Schumacher G.E., Three-body wear of dental resin composites reinforced with silica-fused whiskers, Dental Materials 2004, 20, 220-227.
• [13] Heintze S.D., Zappini G., Rousson V., Wear of the dental restorative materials in five wear simulators results of a round robin test, Dental Materials 2005, 21, 304-317.
• [14] Ruddell D.E., Maloney M.M., Thompson J.Y., Effect of novel filler particles on the mechanical and wear properties of dental composites, Dental Materials 2002, 18, 72-80.
• [15] Shinkai K., Suzuki S., Katoh Y., Effect of filler size on wear resistance of resin cement, Odontology 2001, 89, 41-44.
• [16] Romaniuk J., Lewandowska M., Kurzydłowski K.J., Dąbrowski J.R., Charakterystyki trybologiczne i fizyko-chemiczne materiałów na stałe wypełniania stomatologiczne, Inżynieria Biomateriałów 2005, 47-53, 178-181.
• [17] Zhang M.Q., Rong M.Z., Yu S.L., Wetzel B., Friedrich K., Effect of particle surface treatment on the tribological performance of epoxy based nanocomposites, Wear 2002, 253, 1086-1093.
• [18] Wetzel B., Haupert F., Friedrich K., Zhang M.Q., Rong M.Z., Impact and wear resistance of polymer nanocomposites at low filler content, Polymer Engineering and Science 2002, 9, 1919-1927.
• [19] Polska norma PN - EN ISO 4049, Stomatologia. Polimerowe materiały do wypełnień, odbudowy i cementowania, 2003.
• [20] Gąsiorek S., Makroskopowe przejawy procesu zagęszczania i scalania proszków ferrytowych przez prasowanie i spiekanie, Zeszyty Naukowe AGH, Ceramika 40, Kraków 1979.