Обработка частиц наполнителя специальными поверхностно-активными веществами, благодаря которым он вступает в химическую связь с полимерной матрицей.

Особенности химического состава и пространственной организации композитов обусловливают ряд положительных и отрицательных свойств и влияют на методику их клинического применения. Поэтому целесообразно рассмотреть более подробно характеристики каждой из 3-х частей (или фаз).

А. Полимерная матрица композитов (органический матрикс)
Bis-GMA (бисфенол-глицидилметакрилат) представляет собой мономер с высоким молекулярным весом. Это гибридная молекула, в которой к эпоксидной смоле присоединены реакциопноспособные метакриловые группы. Другое вещество, широко используемое в производстве композитов, — уретандиметилметакрилат (UDMA). Он выполняет ту же роль, что и Bis-GMA, но имеет меньшую полимеризационную усадку, придает материалу большую густоту и прочность. При изготовлении композитов используются также и другие мономеры, например, декандиолдиметакрилат (D3MA) или триэтиленгликольдиметакрилат (TEGDMA), благодаря чему удается снизить вязкость и время полимеризации материала.
Одно из направлений совершенствования композитных материалов — модифицирование их полимерной матрицы.

Полимерная матрица также содержит:

1. Ингибитор полимеризации — для увеличения времени работы с материалом и удлинения сроков хранения.

2. Катализатор — для начала полимеризации.

3. Дополнительный катализатор (ко-катализатор) — для улучшения процесса полимеризации ( только в композитах химического отверждения).

4. Активатор (фотоинициатор полимеризации) - для начала процесса полимеризации (только в светоотверж-даемых композитах).

5. Поглотитель ультрафиолетовых лучей — для улучшения цвегостабильности, уменьшения изменения цвета материала при попадании на него солнечных лучей.

Б. Наполнитель (дисперсная фаза)

Неорганический (минеральный) наполнитель является второй важной составной частью современных композитов. Благодаря наличию большого количества наполнителя достигается улучшение свойств композитных пластмасс, а именно:

уменьшается полимеризационная усадка (до 0,5—0,7%);
- предотвращается деформация полимерной органической матрицы

- снижается коэффициент теплового расширения;

- уменьшается сорбция воды;

- повышается твердость материала, его стираемость и сопротивляемость нагрузкам;

- улучшаются эстетические свойства материала, так как наполнитель обладает коэффициентом преломления и просвечиваемостью, близким к соответствующим показателям эмали зуба.

Основными свойствами наполнителя, влияющими на качество композита, являются:

1. Размер частиц наполнителя. Этот показатель служит важнейшим параметром, определяющим свойства материала. В различных композитах он колеблется от 45 мкм до 0,04 мкм.

2. Материал, из которого изготовлен наполнитель. Применяется большое количество разнообразных наполнителей: плавленый и кристаллический кварц, алюмосиликатное, бор-силикатное и бариевое стекло, различные модификации двуокиси кремния, алмазная пыль, искусственно синтезированные вещества и т.д.

3. Форма частиц.Наполнитель может быть молотый, сферический, в форме «усов», палочек или стружки. В большинстве композитов используются молотые частицы ренпено-контрастного бариевого стекла, однако некоторые фирмы-производители отдают предпочтение синтетическим наполнителям со сферическими частицами.Варьирование размера частиц, формы и материала, из которого изготовлен наполнитель, позволяет изменять свойства в необходимом направлении.

В. Поверхностно-активные вещества (силаны, или межмолекулярная фаза), называемые также аппретирующими (от французского — appreter — пропитывать, придавать другие свойства).

Обеспечение стабильной, устойчивой связи между наполнителем и полимерной матрицей является необходимым условием получения прочных и устойчивых композиционных материалов. Если такая связь отсутствует или выражена недостаточно, то вдоль границы «наполнитель / полимерная матрица» легко проникают влага и красящие вещества, а наполнитель легко выбивается с поверхности материала. Чтобы избежать этого явления, поверхность наполнителя обрабатывается специальными связующими веществами — сишнами. С химической точки зрения это — кремнийорганические соединения. Они представляют собой биполярные связующие агенты, соединяющиеся химической связью, с одной стороны — с наполнителем, с другой, — с органической матрицей. Благодаря наличию силанов композиты приобретают улучшенные свойства:
- частицы наполнителя становятся водоотталкивающими (гидрофобными);
- снижается водопоглощение материала, улучшается его цветостабильность;
- резко повышаются прочность и износостойкость.

Таким образом, с учетом вышеперечисленного, вполне правомерно следующее определение композита:

Композитный материал — комплексное соединение, основу которого составляет органическая полимерная смола, в которую для улучшения свойств введен неорганический наполнитель, эти компоненты химически связаны друг с другом с помощью биполярных молекул поверхностно-активных веществ — силанов (рис. 210). В результате материал приобретает улучшенные свойства, которые не могут быть получены при применении каждого из этих компонентов в отдельности.