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- URN to cite this document:
- urn:nbn:de:bvb:355-epub-221362
- DOI to cite this document:
- 10.5283/epub.22136
Item type: | Thesis of the University of Regensburg (PhD) |
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Open Access Type: | Primary Publication |
Date: | 22 September 2011 |
Referee: | PD Dr. Martin Rosentritt |
Date of exam: | 9 September 2011 |
Institutions: | Medicine > Lehrstuhl für Zahnärztliche Prothetik |
Keywords: | Komposit, DEA, DMA, DSC, thermische Analyse, Füllkörper, SiO2, Ba-Al-B-Silikat |
Dewey Decimal Classification: | 600 Technology > 610 Medical sciences Medicine |
Status: | Published |
Refereed: | Yes, this version has been refereed |
Created at the University of Regensburg: | Yes |
Item ID: | 22136 |
Abstract (German)
Durch den Einsatz kalorimetrischer, mechanischer und dielektrischer Analysenmethoden konnten in dieser Arbeit wichtige Erkenntnisse über den unterschiedlichen Einfluss von SiO2 und Ba-Al-B-Silikat als Füllkörper auf das Vernetzungs- und Aushärtungsverhalten, den Umsatz und die Reaktionskinetik und damit auf die Eigenschaften der Komposite erzielt werden. Mittels verschiedener Verfahren wie der ...
Abstract (German)
Durch den Einsatz kalorimetrischer, mechanischer und dielektrischer Analysenmethoden konnten in dieser Arbeit wichtige Erkenntnisse über den unterschiedlichen Einfluss von SiO2 und Ba-Al-B-Silikat als Füllkörper auf das Vernetzungs- und Aushärtungsverhalten, den Umsatz und die Reaktionskinetik und damit auf die Eigenschaften der Komposite erzielt werden. Mittels verschiedener Verfahren wie der Differential Scanning Calorimetry (DSC), der Dynamisch Mechanischen Analyse (DMA), der Vickershärteprüfung oder der Dielektrischen Analyse (DEA) konnten charakteristische Materialeigenschaften wie Zersetzungstemperaturen, Glasübergangstemperaturen, Nachvernetzungsreaktionen, Umsatzraten und Reaktionsgeschwindigkeiten sowie dynamisch-mechanische Eigenschaften der zu untersuchenden Komposite bestimmt werden und im Zusammenhang mit den unterschiedlichen Füllkörpern betrachtet werden.
Insgesamt wurden sechs Materialien untersucht, jeweils drei mit dem Füllkörper SiO2 oder Ba-Al-B-Silikat versetzt. In beiden Gruppen gab es ein nicht silanisiertes Material während die beiden anderen silanisiert wurden. Außerdem gab es zwischen den sechs Kompositen Unterschiede in der mittleren spezifischen Oberfläche ((0,6 bis 150 m2/g). Unterschiede bei den Messungen konnten somit auf den Silanisierungszustand, die Oberflächengröße oder die Füllkörperart zurückgeführt werden.
Mithilfe der DSC wurde zuerst die gleiche Zusammensetzung der Materialien durch Bestimmung des Glasüberganges und möglicher Nachpolymerisationen bestätigt. Bei der Photo-DSC zeigten sich keine Unterschiede der Materialien in Bezug auf eine 40sec Aushärtung. Auch die Nachpolymerisation bei mehrmaligem Belichten hintereinander wies keine signifikanten Unterschiede auf.
Auch bei der DEA wurde noch einmal die Zusammensetzung der Materialien verifiziert. Ksil zeigte wie auch in der TG einen höheren Monomeranteil als die übrigen Werkstoffe. Bei den Messungen wurde außerdem offensichtlich, dass nicht nur der Füllkörperanteil in einem Komposit sondern auch die Art der Füllkörpers Einfluss auf den Gesamtumsatz einer Polymerisation nehmen kann. Es wurden signifikante Unterschiede zwischen den beiden Füllkörperarten SiO2 und Ba-Al-B-Silikat deutlich. SiO2 gefüllte Polymere besaßen eine deutlich höhere Umsatzrate als Ba-Al-B-Silikat gefüllte Komposite. Gründe hierfür könnten die Beeinflussung der Polymerisation durch die Größe und Struktur der unterschiedlichen Füllkörper SiO2 und Ba-Al-B-Silikat sein oder aber eine verbesserte Stromleitfähigkeit der SiO2 Füllkörper. Außerdem spielt anscheinend die Lichtdurchlässigkeit der beiden Füllkörper eine entscheidende Rolle. Einen Einfluss der Füllkörperart auf die Polymerisationsgeschwindigkeit oder den Glasübergang konnte nicht gezeigt werden. Diese Werte scheinen nur vom Monomer in einem Komposit abzuhängen und nicht von der Art des verwendeten Füllkörpers.
Weiterhin gab es in Bezug auf die Füllkörperart Unterschiede in der Dynamisch Mechanischen Analyse. Das Speichermodul der SiO2-gefüllten Harze lag höher als der Komposite mit Ba-Al-B-Silikat. Auch gab es innerhalb der Messungen der DMA signifikanter Unterschiede zwischen silanisierten und unsilanisierten Kompositen. Zwar wiesen die unsilanisierten Komposite zu Beginn der Messung ein höheres Speichermodul als die jeweiligen silanisierten in ihrer Füllkörpergruppe auf, der Verlust an Speichermodul nach unterschiedlichen Temperaturbelastungen lag jedoch bei den unsilanisierten um ca. 10% höher als bei den silanisierten Materialien. Dies deutet darauf hin, dass der Verbund von Füllkörper und Matrix im silanisierten Komposit besser ist und zu einem geringeren Verlust der Speicherkapazität von Energie und geringerer Verformung führt.
Bei der Untersuchung der Härte der Komposite nach Vickers zeigte sich, dass die Füllkörperart keinen Einfluss auf die Härte des Materials hat sondern nur vom Anteil an Füllkörper abhängig ist. Gleichzeitig wiesen die Komposite bei der Rauheitsmessung in Bezug auf ihre mittleren spezifischen Oberfläche Differenzen auf.
Zusammenfassend kann gesagt werden, dass die SiO2 gefüllten Komposite bessere Werte aufwiesen als Ba-Al-B-Silikat gefüllten. Sowohl beim Aushärtungsverhalten als auch bei Belastung unter Druck zeigten sie signifikant höhere Werte als die Ba-Al-B-Silikat gefüllten Komposite. Zudem erwies sich, dass eine Silanisierung des Materials unabhängig von der Füllkörperart zu einer dauerhaften Verbesserung der Festigkeitswerte unter Belastung führte. Unsilanisierte Komposite zeigten einen signifikant höheren Verlust an Festigkeit nach unterschiedlichen Temperaturabläufen
Translation of the abstract (English)
The aim of this study was to detect distinctions between six different filled composite resins with SiO2 or Ba-Al-B-Silicate. The composite resins were separated in two groups, one filled with SiO2, another with Ba-Al-B-Silicate with different specific surfaces in each group (0,6 to 150 m2/g). One composite of both groups exhibited silane-treated filler, the other two were not ...
Translation of the abstract (English)
The aim of this study was to detect distinctions between six different filled composite resins with SiO2 or Ba-Al-B-Silicate. The composite resins were separated in two groups, one filled with SiO2, another with Ba-Al-B-Silicate with different specific surfaces in each group (0,6 to 150 m2/g). One composite of both groups exhibited silane-treated filler, the other two were not silane-treated.
With the aid of mechanical, caliometrical and dielectrical analysis important scientific findings could be described between the different fillers of SiO2 and Ba-Al-B-Silicate. Altogether six examinations were performed. Material Characteristics were examined by means of Differential Scanning Calorimetry (DSC), dynamic mechanical analysis (DMA) or the dielectrical analysis (DEA). To verify the mixture of the six composites examinations with thermal gravimetric analysis (TG) were realized. Furthermore the structure, hardness and roughness were tested.
At first the composite’s mixture was researched by the DSC. The identical percentage mixture was attested in the six composite resins. Only Ksil showed a significant higher monomer contingent in the matrix in the DSC as well as in other analysis such as the DEA. The other composites exhibited an identical mixture of monomer and filler. The specific surface of the composites also seems to have an effect on curing properties: the bigger the surface the lower the polymerization after light-curing. In the DEA the mixture of the resins was confirmed accessorily to the DSC. The measures showed a significant difference between the two forms of fillers SiO2 and Ba-Al-B-Silicate. The conversion-rate of the SiO2 filled resins was a decimal power higher than the Ba-Al-B-Silicate filled composites. The reason for this difference could be the influence of the filler on the polymerization. Either the dimension or the structure of the Ba-Al-B-Silicate could constrain the connection of the monomers. The lower light transparency of Ba-Al-B-Silicate may have an additional effect on these data. Another reason may be the influence on conductance of SiO2. Perhaps SiO2 reduces the conductance of the resins. The analog Onset data of SiO2 as well as Ba-Al-B-Silicate argues against this theory. The DMA also showed differences between both groups of resins. The memory module of the SiO2 filled composites was significant higher than Ba-Al-B-Silicate resins. Another significant difference was found between silane-treated and not silane-treated resins. At the beginning of the measure not silane-treated composites showed a superior memory module than the silane-treated. But the loss of memory module throughout the test-cycles was 10% sized as the silane-treated composites. To sum up you can say, that SiO2 filled composites exhibited better mechanical and curing characteristics than the Ba-Al-B-Silicate filled resins. The further conclusion of this study is the advancement of the resins by silane-treatment independent from the character of filler in the resin.
Metadata last modified: 26 Nov 2020 05:54