Механизмы полимеризации

10 Апреля в 10:00 5019 0


Общим для всех мономеров является наличие двойной связи, которая раскрывается, позволяя мономеру соединиться с соседним мономером. Процесс получения полимеров из мономеров называется полимеризацией. Существует два возможных пути полимеризации: аддитивный и конденсационный.

 

Аддитивная полимеризация

 

Аддитивная полимеризация — это такое явление, когда в результате реакции между двумя молекулами образуется большая молекула без выделения побочного низкомолекулярного продукта (например, воды). Если реакция происходит между одинаковыми молекулами, то образуется гомополимер; если между разными — гетерополимер. 

 

Такая реакция характерна для винильных соединений, которые являются реакционноспособными неорганическими соединениями, содержащими двойные связи углерод — углерод.

 

Процесс аддитивной полимеризации протекает в 4 этапа:

 

• активация;

• инициирование;

• рост цепи;

• обрыв цепи.

• В отечественной литературе этот процесс называется радикальной полимеризацией

 

Активация

 

Полимеризация винильных соединений происходит в присутствии свободных радикалов (•). Эти, весьма реакционноспособные атомы или молекулы, имеющие неспаренный электрон. Процесс получения свободных радикалов называется активацией. Примером активации является разложение перекисного соединения (пероксида).

 

В стоматологии чаще всего используется пероксид бензоила. В определенных условиях молекула пероксида бензоила распадается на два свободных радикала:

 

С6Н5СОО - ООСН5С6 -> 2 (С6Н5СОО •)

 

Последнее соединение может разлагаться с образованием других свободных радикалов:

 

C6H5COO • H>C6H5 • + СO2

 

Такие химические соединения известны под названием инициаторов реакции полимеризации. Они способны инициировать полимеризацию виниловых мономеров, которая будет описана ниже, и мы их обозначим, как R-.

 

Однако перед инициированием полимеризации пероксид бензоила необходимо активировать. Активация достигается путем разложения пероксида бензоила. Для разложения этого соединения используются активаторы, такие, как:

 

• Тепло. При нагревании выше 65°С происходит разложение пероксида бензоила по реакции, представленной выше. Этот метод используется при изготовлении акриловых полимерных базисов съемных зубных протезов.

 

• Химические соединения. Пероксид бензоила можно активировать путем добавления к нему третичного амина, например, п,п-диметил-р-толуидина (Рис. 1.6.4). Этот метод применяют при холодном отверждении акриловых пластмасс, например, при ремонте базисов съемных зубных протезов, изготовлении временных реставраций, фиксации ортодонтических аппаратов, или изготовлении индивидуальных оттискных ложек. Этот же метод используют для химического отверждения композитных материалов для пломбирования или восстановления (реставрации) зубов (полимерных композитов). В набор полимерного композита входят основная паста, содержащая третичный амин в качестве активатора, и катализаторная паста, содержащая пероксид бензоила в качестве инициатора.

 stomatologicheskoe materialovedenie_1.6.4.jpg

Рис. 1.6.4. Активация ( разложение на свободные радикалы) пероксида бензоила третичным амином

 

Свет. Еще одним методом создания свободных радикалов является активация светом. Этот метод используется при изготовлении реставраций из светоотверждаемых композитов. Метод основан на использовании ультрафиолетового или видимого света в качестве активатора реакции полимеризации. В таких случаях для инициирования реакции полимеризации применяют другие инициаторы, а не пероксид бензоила. Другими формами получения свободных радикалов являются: использование ультрафиолетового света в сочетании с метиловым эфиром бензойной кислоты, использование видимого света в сочетании с а-дикетоном и амином.

 

Инициирование

 

Свободные радикалы вступают в реакцию с мономером, например, с этиленом, и начинается полимеризация по реакции, представленной ниже:

 

н н н н II II R. + С = С > R — С — С • II I I н н н н


Рост цепи 

 

Свободным радикалом становится мономер, который в свою очередь, вступает в реакцию с другим мономером.

 

Повторение этого процесса снова и снова приводит к росту полимерной цепи. Этот процесс будет продолжаться до тех пор, пока растущие цепи не столкнуться между собой или пока все свободные радикалы не вступят в химическую реакцию.

 

Обрыв цепи

 

Свободные радикалы могут вступить в реакцию с образованием стабильной нейтральной молекулы: [Н] Н [Н]

 

I I I

 

R- С- С^ + R. -» R-C-R

 

I I I

 

[Н]„ Н [H]n+l

 

Поскольку число n может меняться от одной цепи полимера к другой, в результате образуется широкий диапазон молекул с цепями разной длины. В большинстве случаев в смеси будет содержаться некоторое количество непрореагировавшего мономера и некоторое количество олигомеров, состоящих всего из нескольких повторяющихся звеньев.


Основы стоматологического материаловедения
Ричард ван Нурт

Похожие статьи
показать еще
 
Стоматология и ЧЛХ