Acrylharze und Polymere: Zusammensetzung und Polymerisation

Kunstharze: Überblick

Wichtige Harztypen

• Acrylharze
• Vinylharze
• Acrylo-Vinylharze
• Dimethacrylate
• Epoxidharze

Polymer: Definition

Ein Polymer ist ein hochmolekulares Makromolekül, das aus Millionen von einfachen, niedermolekularen Einheiten (Monomeren) besteht, die in Ketten miteinander verbunden sind.

Klassifizierung von Polymeren

Polymere werden klassifiziert nach:

• Ihrer Struktur: Linear, verzweigt und vernetzt.
• Ihrer chemischen Zusammensetzung: Homo-, Co- und Terpolymere.

Polymerisation: Der Prozess

Die Polymerisation ist ein chemischer Prozess, bei dem einfache Moleküle (Monomere) unter chemischen Reaktionen zu großen Molekülketten (Polymeren) verbunden werden. Dieser Prozess ist oft schnell und exotherm (gibt Wärme ab).

Acrylharze: Eigenschaften und Anwendung

Acrylharze sind synthetische Polymere, die umfangreiche Anwendungen in der Herstellung von Prothesen, in der Kieferorthopädie, Chirurgie und Orthopädie finden.

Synonyme für Acrylharze

Synthetischer Kunststoff, Acryl-Kunststoffe, Polymere.

Klassifizierung von Acrylharzen

Acrylharze werden nach ihrer Aktivierungsmethode klassifiziert:

• Autopolymerisierende Harze (kaltaktiviert)
• Wärmeaktivierte Harze (heißaktiviert)
• Photopolymerisierende Harze (lichtaktiviert)

Chemische Zusammensetzung von Acrylharzen

Pulver (Polymer-Komponente)

Die Pulverkomponente besteht aus:

• Basis: Polymethylmethacrylat (PMMA)
• Initiator: Benzoylperoxid
• Weichmacher: Dibutylphthalat
• Trübungsmittel: Zinkoxid oder Titandioxid
• Synthetische Fasern: Nylon oder Acryl
• Farbstoffe/Pigmente: Quecksilbersulfid, Cadmium, Selen, Eisenoxide und Ruß (Carbon Black)

Flüssigkeit (Monomer-Komponente)

Die flüssige Komponente besteht aus:

• Basis: Methylmethacrylat (MMA)
• Inhibitor/Stabilisator: Hydrochinon
• Vernetzungsmittel: Glykoldimethacrylat
• Aktivator (nur bei selbsthärtenden Harzen): Tertiäres Amin oder Sulfinsäure

Kommerzielle Darreichungsformen

Flüssigkeit, Pulver und Gel.

Photoaktivierte Acrylharze (Lichthärtend)

Zusammensetzung

• Matrix: Urethandimethacrylat, mikrofeine Kieselsäure, hochmolekulare Monomere
• Füllstoff: Acrylharzkügelchen
• Photoinitiator: Campherchinon-Amin
• Aktivator: Sichtbares Licht (400–500 nm)

Aktivatoren der Polymerisation

Die Polymerisation wird aktiviert durch:

• Tertiäres Amin (für Selbsthärtung/Kaltpolymerisation)
• Wärme (für Thermopolymerisation/Heißhärtung)
• Sichtbares Licht (für Lichthärtung/Photopolymerisation)

Monomer-Polymer-Verhältnis

• Volumenverhältnis: 1:3
• Gewichtsverhältnis: 1:2

Bedeutung des Monomer-Polymer-Verhältnisses

Ein korrektes Verhältnis gewährleistet:

• Die richtige Konsistenz der Mischung.
• Die Reduzierung von Dimensionsänderungen (Schrumpfung).
• Die Kontrolle der Polymerisationszeit.
• Die Beeinflussung der Druckfestigkeit.
• Eine korrekte Einfärbung.

Phasen der Monomer-Polymer-Interaktion

Physikalische Phasen (Kaltpolymerisation)

1. Phase 1 (Sandig): Sandige Masse ohne Kohäsion.
2. Phase 2 (Faserig/Klebrig): Sehnige, faserige und klebrige Mischung.
3. Phase 3 (Plastisch/Teigig): Pastöse, weiche Masse. Dies ist die optimale Plastizitätszeit für die Verdichtung des Polymers.
4. Phase 4 (Elastisch): Kohäsiver und elastischer.
5. Phase 5 (Hart): Erhärtete, starre Masse.