CC BY
23
УДК 66.017
Романенко А.А., Бузов А.А.
ЗАВИСИМОСТЬ СВОЙСТВ ЦИНК-ФОСФАТНОГО ЦЕМЕНТА ОТ ПЛОТНОСТИ ЖИДКОСТИ ЗАТВОРЕНИЯ
Романенко Анастасия Андреевна, инженер-химик; Бузов Андрей Анатольевич, к.т.н., технический директор
АО «Опытно-экспериментальный завод «ВладМиВа», Белгород, Россия. neanas@mail.ru
В статье представлены данные, являющиеся результатом изучения влияния плотности жидкости затворения на свойства цинк-фосфатного цемента. Показано, что существует интервал плотности, обеспечивающий оптимальные манипуляционные и прочностные характеристики одного из основных видов стоматологических цементов на водной основе.
Ключевые слова: цинк-фосфатный цемент, стоматологический цемент, фосфатное вяжущее, цемент на водной основе, ортофосфорная кислота, жидкость затворения, двухкомпонентный цемент.
DEPENDENCE OF THE PROPERTIES OF ZINC-PHOSPHATE CEMENT ON THE MIXING FLUID DENSITY.
Anastasia Romanenko, Chemical engineer;
Andrey Buzov, Candidate of Engineering Sciences, Chief technical officer JSC "Experimental Plant "VladMiVa", Belgorod, Russia
The data, presented in this article is a result of researching the influence of mixing fluid density on properties of zinc-phosphate cement. It shows that there is a density interval, insuring optimal manipulation and strength characteristics one of the dental water-based main types of cement.
Key words: zinc-phosphate cement, dental cement, phosphate binder, water-based cement, phosphoric acid, grouting fluid, two-component cement.
В настоящее время стоматология в нашей стране развивается ускоренными темпами. В связи с этим перед материаловедением ставятся задачи создания новых более эффективных материалов, изучения их свойств и изменений, происходящих в процессе их использования по назначению. Важно, что достигнутые успехи не умаляют положительных качеств большинства ранее разработанных материалов [1]. Несмотря на появление новых, более современных материалов, интерес практических врачей-стоматологов к цинк-фосфатным цементам сохраняется.
Удобство обращения с данным видом цемента при зубоврачебных работах определяется его сроками схватывания. Это обусловлено тем, что процесс пломбирования зуба необходимо успеть завершить до начала формирования цементного камня. Для дальнейших медицинских манипуляций как для стоматолога, так и для пациента принципиально важен момент, к которому цемент, характеризуется достаточной прочностью.
На время схватывания цинк-фосфатной цементной массы влияет плотность жидкости затворения, которая представляет собой частично нейтрализованный водный раствор ортофосфорной кислоты. Показатель плотности формируются в процессе производства цинк-фосфатного цемента и регулируется путем изменения количества вводимой воды. Он колеблется в пределах 1,65—1,80 г/см3 согласно ТУ 9391-064-45814830-2001 «Цемент
стоматологический цинк-фосфатный
двухкомпонентный бактерицидный, трехцветный "Уницем"».
Схватывание и отверждение цинк-фосфатных зубных цементов обсуловлено образованием фосфата цинка [2]. Оно происходит в результате реакции между основным компонентом порошка -окисью цинка и фосфорной кислотой, содержащейся в жидкости затворения [3]. Таким образом, плотность жидкости затворения оказывает влияние также на прочность цементного камня.
Для выявления зависимости между плотностью жидкости затворения и свойствами цинк-фосфатного цемента были исследованы образцы, полученные путем замешивания порошка с жидкостями затворения различной плотности. Сравнение образцов проводилось по основным для стоматологического цемента показателям: рабочему времени, времени твердения и прочности при сжатии.
Изготовление и испытание образцов проводилось в соответствии ГОСТ 31578-2012 «Цементы стоматологические на водной основе. Технические требования. Методы испытаний». Условия проведения испытаний характеризовались стабильной температурой 23 ± 1 °С и относительной влажностью воздуха не менее 30 %. Цемент замешивался в соответствии с инструкцией изготовителя. Для испытаний смешивали цементный порошок с жидкостью в соотношении 2:1.
Рабочее время исследуемых образцов определялось как интервал времени от начала смешивания до момента, когда цементное тесто при дальнейшем манипулировании теряет свою пластичность.
Для определения времени твердения цементным тестом заполнялась металлическая форма, которая через минуту после окончания смешивания помещалась в термостат при 37 ± 1 °С. В образец вертикально опускалась игла. С этой целью использовался прибор Вика. Фиксировался момент, когда игла при погружении прекращает оставлять четкий полный отпечаток. Время твердения -интервал от момента завершения замешивания цемента до момента исчезновения отпечатка иглы на поверхности цементного образца.
Таблица 1. Свойства цинк-фосфатного цемента
При приготовления образцов для исследования на прочность форму заполняли цементным тестом, уплотняя шпателем, и помещали ее в термостат на один час. Образцы извлекали из формы и помещали в емкости с дистиллированной водой в термостат при температуре 37 ± 1 °С. Через 24 часа после окончания смешивания образцы исследовались на прочность путем прикладывания к ним сжимающей нагрузки в направлении продольной оси. Применялась испытательная машина «ИР5057-50» с датчиком на 5 кН. Фиксировали значение нагрузки, при которой произошло разрушение образца.
Результаты проведенных исследований представлены в таблице 1.
Плотность жидкости затворения, г/см3 Рабочее время, секунд Время твердения, секунд Прочность при сжатии, МПа
1,670 115 330 124,284
1,680 110 330 131,847
1,690 110 330 133,578
1,700 110 330 146,903
1,710 110 300 133,481
1,720 105 300 127,309
Анализ полученных данных позволил установить четкую зависимость рабочего времени от плотности используемой при затворении жидкости. Отмечено плавное снижение рабочего времени с ростом плотности жидкости цинк-фосфатного цемента, что представлено на рисунке 1. На графике зависимости рабочего времени цинк-фосфатного цемента от плотности жидкости затворения наблюдается интервал значений плотности от 1,680 до 1,710 г/см3, при которых цемент обладает стабильным рабочим временем.
не
114
I ПО £ юз 106 104
1,665 1,675 1,685 1,695 1.705 1.715 1,725
Платность жидкости, I си]
На рисунке 2 представлена зависимость времени твердения цинк-фосфатного цемента от плотности жидкости затворения. В диапазоне плотности жидкости от 1,700 до 1,710 г/см3 наблюдали сокращение времени структурирования цементного камня на с 330 до 300 секунд. До и после указанного интервала время твердения характеризовалось постоянными значениями.
335 330
Е335
|ЗМ
|315
3 310
и
~ 305 300 Ж
1,665 1,675 1.6В5 1,695 1,705 1,715 1,735
I. г: :V II. жидкости, I :
Рисунок 2. Зависимость времени твердения цинк-фосфатного цемента от плотности жидкости затворения.
Рисунок 1. Зависимость рабочего времени цинк-фосфатного цемента от плотности жидкости затворения.
На рисунке 3 представлена зависимость прочности при сжатии цинк-фосфатного цемента от
плотности жидкости затворения. При достижении значения плотности жидкости от 1,69 до 1,71 г/см3 наблюдается максимальное значение прочности.
Рисунок 3. Зависимость прочности при сжатии цинк-фосфатного цемента от плотности жидкости затворения.
Обобщение представленных зависимостей позволило сделать заключение о том, что оптимальные свойства цинк-фосфатного цемента, установленные нормативной документацией, обеспечиваются при применении жидкости с плотностью в интервале от 1,69 до 1,71 г/см3.
затворения могут быть использованы для регулирования показателей качества в процессе производства. Практическое применение результатов настоящего исследования привело к разработке рекомендаций по уточнению требований к плотности жидкости цинк-фосфатного цемента по ТУ 9391-064-45814830-2001 «Цемент
стоматологический цинк-фосфатный
двухкомпонентный бактерицидный, трехцветный "Уницем"».
Список литературы
1. Смирнов Б.А. Зуботехническое дело в стоматологии: учебно-методическое пособие / Б.А. Смирнов, А.С. Щербако. - М.: АНМИ, 2002. - С.3-4.
2. Трезубов В.Н. Ортопедическая стоматология. Прикладное материаловедение: Учеб. для мед. вузов/ Трезубов В.Н., Штейнгарт М.З., Миншнев Л.М.; Под ред. проф. Трезубова В.Н. - 2-е изд., испр. и доп. - СПб.: СпецЛит, 2001. - С. 193197.
3. Максимовская Л.Н. Лекарственные средства в стоматологии: справочник / Л.Н. Максимовская, П.И. Рощина - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Медицина, 2000. - С.42-43.
Выявленные зависимости между свойствами цинк-фосфатного цемента и плотностью жидкости
