Friction and wear of resin-based dental materials

• Autorzy: Kleczewska J. , Bieliński D. M.

Warianty tytułu

PL

Tarcie i zużycie ścierne materiałów dentystycznych na bazie żywic

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Commercially available resin-based dental composites were studied. Their friction and wear kinetics were determined, together with the microhardness of materials. Tribological examinations evidenced that friction force characteristics are different for various composites - equilibrating slower or faster. However, in some cases, friction may also present a constant value during the whole experiment. The friction force characteristics have been found being related to abrasion kinetics of dental composites. Microindentation experiments provided interesting information on the hardness of dental composites. It has been found, that in the most cases, composites studied exhibit the surface gradient of hardness. Generally, the harder and the stiffer the material the higher its abrasion, what follows a micromechanical model of friction.

PL

Obiektem badań były dostępne komercyjnie polimerowe materiały dentystyczne na bazie żywic. Zbadano kinetykę zużycia wybranych kompozytów dentystycznych oraz ich mikrotwardość. Pomiary tribologiczne dowiodły, że krzywe obrazujące zmiany siły tarcia w czasie, mogą mieć odmienny przebieg dla różnych kompozytów. Pomimo, że badane materiały odznaczały się podobnym składem chemicznym, w niektórych przypadkach siła tarcia miała stałą wartość w trakcie całego eksperymentu, w innych natomiast stabilizowała się z różną prędkością. Okazało się, że możliwe jest powiązanie przebiegów siły tarcia w poszczególnych godzinach, z kinetyką zużywania się kompozytów dentystycznych. W przypadku materiałów, dla których wartość siły tarcia nie zmieniała się w trakcie trwania procesu kinetyka zużycia przybierała kształt linii prostej. W pozostałych przypadkach obserwowano mniejsze lub większe odchylenia od liniowego trendu. Pomiary techniką mikroindentacji dostarczyły wartościowych informacji na temat twardości warstwy wierzchniej badanych materiałów dentystycznych. Wyniki tych pomiarów można również powiązać ze zużyciem. Okazało się, że twardsze i sztywniejsze materiały dentystyczne odznaczały się wyższym zużyciem ściernym. Zatem tarcie kompozytów dentystycznych na bazie żywic można opisać za pomocą mikromechanicznego modelu Bowdena i Tabora. Pomiary mikrotwardości dowiodły również, że w przypadku większości materiałów mamy do czynienia z występowaniem powierzchniowego gradientu twardości. Przeprowadzone badania potwierdzają, że optymalizacja właściwości materiałów dentystycznych pod kątem ich odporności na zużycie ścierne, jest sprawą skomplikowaną i wymaga przede wszystkim skoncentrowania się na właściwościach warstwy wierzchniej materiału, w której procesy tribologiczne są inicjowane.

Słowa kluczowe

EN

dental materials; hardness; friction; wear

PL

materiały dentystyczne; polimery; wytrzymałość materiałów

• Wydawca: Springer ; Wrocław University of Science and Technology
• Czasopismo: Archives of Civil and Mechanical Engineering
• Rocznik: 2007
• Tom: Vol. 7, no 4
• Strony: 87--96
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz., tab., wykr.

Twórcy

autor

Kleczewska J.

autor

Bieliński D. M.

• Institute of Polymer & Dye Technology, Technical University of Łódź, Stefanowskiego 12/16. 90-924 Łódź. Poland

Bibliografia

• [1] Mair L. H., Stolarski T. A., Vowles R. W., Lloyd C. H.: Wear: mechanisms, manifestations and measurment. Report of a workshop, J. of Dent., Vol. 24, No. 1-2, 1996, pp. 141.
• [2] Ferracane J. L.: Is the wear of dental composites still a clinical concern? Is there still a need for in vitro wear simulating devices?, Dent. Mater., Vol. 22, 2006, pp. 689.
• [3] Bum-Soon L., Ferracane J. L., Condon J. R., Adey J. D.: Effect of filler fraction and filler surface treatment on wear of microfilled composites, Dent. Mater., Vol. 18, 2002, pp. 1.
• [4] Lambrechts P., Goovaerts K., Bharadwaj D, De Munck J., Bergmans L., Peumans M., Van Meerbeek B.: Degradation of tooth structure and restorative materials: A review, Wear, Vol. 261, 2006, pp. 980.
• [5] Jørgensen K. D., Hørsted P., Janum O., Krogh J., Schultz J.: Abrasion of class 1 restorative resins, Scand. J. Dent. Res., Vol. 87, 1979, pp. 140.
• [6] Turssi C. P., Ferracane J. L., Vogel K.: Filler features and their effects on wear and degree of conversion of particulate dental resin composites, Biomaterials, Vol. 26, 2005, pp. 4932.
• [7] Kleczewska J. Bieliński D. M., Sokołowski J., Klimek L.: Analysis of the surface layer of polymer dental materials, InŜ. Mater., 2007 - in press.
• [8] www.micromaterials.co.uk.
• [9] Oliver W. C., Pharr G. M.: A new improved technique for determining hardness and elastic modulus using load and sensing indentation experiments, J. Mater. Res., Vol. 7, 1992, pp. 1564.
• [10] Bowden F. P., Tabor D.: An Introduction to Tribology, Heinemann, London, 1974.