Требования, предъявляемые к биоматериалам. Химические свойства: • отсутствие нежелательных химических реакций с тканями и межтканевыми жидкостями • отсутствие коррозии, или растворение с контролируемой скоростью Механические свойства: • прочность • трещиностойкость • сопротивление замедленному разрушению (усталости) • износостойкость Биологические свойства: • отсутствие реакций со стороны иммунной системы (биосовместимость) • срастание с костной тканью • стимулирование остеосинтеза
Отклик организма на имплантат Если материал: I. токсичный окружающие ткани отмирают II. биоинертный образуется соединительная волокнистая ткань III. биоактивный образуется костная ткань IV. биорезорбируемый происходит замена материала костной тканью
Ковалентная связь. По мере сближения двух атомов и совмещения их электронных орбит, образуется общая молекулярная орбита, на которой два электрона принадлежат двум ядрам одновременно. Поскольку эти электроны большее время находятся в области совмещения или перекрытия орбит, связь между ними является поляризованной.
Na Ионная связь CI Na+ СI- Важнейшее отличие ковалентной связи от ионной заключается в том, что ионная связь не является поляризованной. Отсутствие поляризации объясняется тем, что ионные связи возникают в результате взаимодействия электростатических полей, окружающих ионы, и эти поля находятся во взаимодействии с полями соседних ионов.
Третьим видом первичной связи является металлическая связь. Она возникает при сильном сближении атомов, обычно в твердых телах, которые легко отдают электроны со своих валентных электронных оболочек. В таких случаях, электроны могут достаточно свободно перемещаться в структуре твердого тела. Электронные орбиты в металлической связи обладают более низкой энергией по сравнению с электронными орбитами отдельных атомов. Это объясняется тем, что электроны внешних электронных оболочек всегда находятся на более близком расстоянии от того или иного ядра, чем находились бы в случае изолированного атома. Подобно ионной, металлическая связь не поляризована.
СТРУКТУРНОЕ РАСПОЛОЖЕНИЕ АТОМОВ В ТВЕРДОМ ТЕЛЕ При упорядоченном расположении атомов (с минимальной суммарной энергией) материал называют кристаллическим. Важной особенностью кристаллических структур является то, что какой бы атом мы не рассматривали в данной структуре, расположение соседних с ним атомов по отношению к нему всегда будет идентичным.
Одним из простейших расположений атомов в пространстве является куб, в котором атомы занимают положения в восьми углах. Каждая сфера соприкасается со своим ближайшим соседом, таким образом, длина стороны куба равна диаметру атома (элементарная ячейка). В пределах структурной единицы атомы не находятся в неподвижном состоянии — они совершают колебательные движения. Доля пространства, занимаемая атомами, называется фактором упаковки, и ее легко рассчитать.
Фактор упаковки = объему атомов внутри элементарной ячейки деленному на объем куба. Фактор упаковки 0, 54 указывает на то, что почти 50% пространства является незаполненным- возможность заполнения атомами малых размеров. Существуют и другие виды построения атомов, в которых величина фактора упаковки будет большей.
Два таких построения обычно встречаются у металлов, и называются кубической объемноцентрированной (КОЦ) и гранецентрированной (КГЦ) конфигурациями. КОЦ (фактор упаковки = 0, 68) КГЦ (фактор упаковки = 0, 74)
Ионные связи в твердом теле. Вполне вероятно, что положительно и отрицательно заряженные ионы располагаются в пространстве так, как им это выгодно с точки зрения достижения минимальной энергии. Ионные вещества, такие, как хлориды, нитриды и оксиды металлов являются основными структурными компонентами в группе материалов, известных под названием керамики, а также в относящейся к керамике специфической группе материалов, называемой стеклами
Существуют три основных группы твердых веществ: • керамика, строение которой основано на ионной связи; керамика может существовать в кристаллической и аморфной формах, керамические материалы в аморфной форме называются стеклами; • металлы, строение которых основано на металлической связи • твердые тела, основанные на ковалентной и вторичной связях, включая важнейшие группы материалов, известных под названием полимеры. .
Существует еще одна важнейшая группа материалов. Это — композиты, представляющие собой комбинацию двух или большего числа твердых тел. Примерами композитов натурального происхождения являются костные ткани и дентин, состоящие из коллагена (полимера) и апатита (керамического вещества). Примерами композитов синтетической природы могут быть полимеры, армированные стеклянными волокнами, и полимеры, в состав которых входят частицы керамического наполнителя.
При изучении некоторых механических свойств биологических тканей удобно представлять их в виде сплошных сред, не рассматривая их микроструктуру и абстрагируясь от их клеточного строения. Отличительным признаком кристаллического состояния служит анизотропия — зависимость физических свойств (механических, тепловых, электрических, оптических) от направления. МЕХАНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ БИОЛОГИЧЕСКИХ ТКАНЕЙ
• упругость способность тел возобновлять размеры (форму или объем) после снятия нагрузок; • жесткость - способность материала противодействовать внешним нагрузкам; • эластичность - способность материала изменять размеры под действием внешних нагрузок; • прочность способность тел противодействовать разрушению под действием внешних сил;
• пластичность - способность тел хранить (полностью или частично) изменение размеров после снятия нагрузок; • хрупкость - способность материала разрушаться без образования заметных остаточных деформаций; • вязкость - динамическое свойство, которое характеризует способность тела противодействовать изменению его формы при действии тангенциальных напряжений; • текучесть - динамическое свойство среды, перемещаться с некоторой скоростью в пространстве относительно других слоев этой среды.
В зависимости от характера действия нагрузок во времени их можно поделить на статические, динамические и знакопеременные. Кроме нормальной и поперечных сил (FX, FY, FZ), имеются три момента MX, My и МZ; относительно осей х, у и z. Эти моменты называются крутящими (относительно нормальной к сечению оси z) MZ и изгибающими MX и My. То есть существует, как минимум, шесть основных сил которые водествуют на зуб.
Деформацией твердого тела называется изменение его размеров и объема, которое сопровождается обычно изменением формы тела. Упругая деформация прекращается при условии Fyпp=F. Мерой деформации считается относительная деформация
Относительное удлинение тела ε есть отношение удлинения тела l к его первоначальной длине l , т. е. l / l= ε. Мерой внутренних сил, возникающих при деформации материала, является механическое напряжение. - называется физическая величина, численно равная упругой силе, приходящейся на единицу площади сечения тела: = lim Fynp / S, S → 0 (при постоянстве по всей площади сечения: = Fynp / S )
Напряжение называется нормальным n, если сила Fynp перпендикулярна к площади сечения S, и касательным τ, если Fynp направлена по касательной к площади S. Полное напряжение измеряются в паскалях (1 Па=1 Н/м 2) определяется из уравнения: = √ n 2 +τx 2 +τy 2
Упругие и пластические деформации (все твердые тела в той или другой мере пластические) Пластичность в кристаллических телах при больших нагрузках объясняется сдвигом отдельных участков кристаллов. Мерой пластичности является степень удлинения материала при нагрузке до разрыва.
. Продольная и поперечная деформации. Роберт Гук установил прямую пропорциональную зависимость между деформацией и силой в границах упругости - l = Fl / E S , (ε = /E) где l — абсолютное удлинение; F — сила растяжения (сжатия); l — длина образца (бруса); Е — модуль упругости (модуль Юнга); S — площадь образца (бруса).
Отношение поперечной деформации ε к продольной ε называется коэффициентом поперечной деформации или коэффициентом Пуассона: Зная ε и = ε /ε можно вычислить относительное изменение объема. V / V = ε(1 - 2 )
Физико-механические характеристики материалов Материал Сталь Медь Латунь Бронза, Алюминий Каучук Золото Серебро Е 1011, МПа 1. 9. . . 2. 2 0, 8. . . 1, 1 0, 9. . . 1, 2 0. 6. . . 0. 8 0, 00008. . . 0, 0001 0, 08 0, 25. . . 0, 35 0, 31. . . 0, 34 0. 32. . . 0. 42 0. 32. . . 0. 4 0, 32. . . 0, 36 0, 47 0, 42 0, 38. . . 0, 41
Диаграмма растяжения. Под пределом упругости У =F 1 /S понимается такое наибольшее напряжение, после снятия которого в материале не возникают остаточные деформации. Под пределом текучести Т = F 2 /S понимается то напряжение, при котором происходит рост деформации без заметного увеличения нагрузки. Напряжение, вызванное наибольшей нагрузкой Fз, носит название предела прочности В = F 3 /S (временное сопротивление).
Ползучесть — процесс изменения во времени размеров образца под действием постоянной нагрузки. Кривая ползучести: σ = const; ε = f(t) ε=const; σ=f(t) Релаксация напряжения — процесс изменения механического напряжения в образце при условии постоянной относительной деформации.
Деформация изгиба Материал, находящийся в нейтральном слое, не работает. а лишь утяжеляет конструкцию, как правило в форме балки. Поэтому часть материала около этого нейтрального слоя можно удалить без большого ущерба для прочности балки.
В прошлом в научных и технических исследованиях твёрдость материалов измеряется десятибальной шкалой Мооса – это названия 10 специально подобранных веществ минералов, расположенных по возрастанию твёрдости. 1. Тальк. 2. Гипс. 6. Ортоклаз (полевой шпат). 7. Квац. 3. Кальцит (известковый шпат). 8. Топаз. 4. Флюорит (плавиковый шпат). 9. Коррунд. 5. Апатит. 10. Алмаз.
исторически были предложены три метода определения твёрдости материалов при вдавливании: Метод Бринелля — вдавливание стального шарика и определение площади отпечатка, оставленного им. Нв = Р/S(Н/м 2); где Нв- число твёрдости по Бринелю; Р- нагрузка в Н; S- площадь сферическойповерхности отпечатка; (Нв=2 Р/ D(D- D 2 -d 2)). Метод Кубасова — вдавливание конуса 90 о. Нк =4 Р/ d 2(Н/м 2); Метод Виккерса — (микротвёрдость) вдавливание алмазной пирамиды с углом при вершине 136°. Используют вдавливающее устройство и металлографический микроскоп. При этом тлщина исследуемого образца должна быть не менее 1, 5 диагонали отпечатка. НV=[2 P(sinα/2)]/d 2=1. 854 P/d 2
Адгезия (от лат. adhaesus - прилипание) возникновение связи между поверхностными слоями двух разнородных (твердых или жидких) тел, приведенных в соприкосновение. Частным случаем адгезия является когезия, когда соприкасающиеся тела одинаковы. Адгезия - результат проявления ван-дерваальсовых сил, образования ионных или металлических связей. Наиболее часто встречается адгезия твердых тел и полимеров, напр. при склеивании материалов и нанесении полимерных покрытий.
Основными исходными соединениями для получения полимерных стоматологических материалов являются мономеры и олигомеры содержащие: Наполнители — вещества, придающие изделию прочность, твердость, теплопроводность, стойкость к действию агрессивных сред, липкость и другие физико механические свойства. Пластификаторы — вещества, придающие материалам пластичность в процессе обработки и обеспечивающие эластичность готового материала. В качес тве пластификаторов используют дибутилфтолат, диоктилфтолат, трикрезалфосфат и ряд других низкомолекулярных веществ, способных разрыхлять цепи полимеров. Стабилизаторы — вещества, тормозящие старение полимеров. Они снижают скорость химических процессов, приводящих к старению пластмасс. Красители применяют для окрашивания материалов, для получе ния эстетического эффекта и имитации мягких и твердых тканей. Сшивагенты — вещества, которые образуют поперечные связи между макромолекулами для повышения прочности полимерных материалов. Антимикробные агенты — добавки, препятствующие зарождению и размножению микроорганизмов в полимерных материалах. Эти вещества должны быть достаточно эффективными и в чрезвычайно малых концентрациях. Антиоксиданты — антиокислители, это природные или синтети ческие вещества, способные тормозить или предотвращать процес сы, приводящие к
Керамика представляет собой соединения металлических и неметаллических элементов, и состоит из таких веществ, как оксиды, нитриды и силикаты (оксид цинка широко используется в стоматологии). В керамических материалах отрицательно заряженные ионы (анионы) значительно отличаются размерами от положительно заряженных ионов (катионов). Ионы хлора занимают положения в узлах гранецентрированной решетки, в то время как ионы натрия (значительно меньше по размеру) находятся между ионами хлора, и их место нахождения можно назвать внутрипространственным расположением.
Оксид кремния (Si 02 ) является основой многих керамических материалов. Хотя его химическая формула достаточно проста, этот материал очень изменчив и может существовать в самых разных формах. Как кристаллический материал, он может быть в виде кварца, кристобалита и тридимита, но он может быть также в виде стекла, представляющего собой затвердевший расплав оксида кремния. Способность соединений, подобных оксиду кремния, существовать в разных модификациях, существенно отличающихся друг от друга своими свойствами, известна под названием полиморфизма. Оксид кремния используется в качестве основы для изготовления многих керамических материалов сложного состава алюмосиликатаые стекла, используемые для изготовления стеклоиономерных цементов (натриевый полевой шпат альбит, имеющий формулу Na. Al. Si 3 O 8 ).
При нагревании твердое вещество может подвергаться ряду превращений, самым легко распознаваемым из которых является состояние расплава. Кристаллические превращения в твердой структуре оксида кремния (Si. О 2 ). Удельный объем является обратной величиной плотности. Характер зависимости удельного объема от температуры показывает, что единственным эффектом плавления кристалла является увеличение его объема. Это неудивительно, если подумать, что такой эффект заключается в переходе от упорядоченной кристаллической структуры твердого тела к хаотичной жидкости; плотность упаковки атомов у жидкости будет значительно меньшей, чем у кристаллического твердого тела
При комнатной температуре оксид кремния, Si 02 существует в виде кварца; при повышении температуры до 870°С кварц превращается в тридимит. Дальнейшая трансформация кварца происходит уже при температуре 1471°С — тридимит превращается в кристобалит. И, наконец, при температуре 1713°С кристобалит начинает плавиться. Таким образом, по изменению удельного объема мы можем определить не только точку перехода кристаллического Si 02 из твердого состояния в жидкое, но и из твердого — в твердое.
При нагревании аморфных твердых веществ, подобных стеклу, столь резкого перехода от твердого состояния к жидкому, который наблюдается у кристаллических материалов, не происходит. Вместо этого, в точке перехода произойдет увеличение скорости изменения удельного объема вещества. Температура, при которой произойдет изменение угла наклона кривой зависимости удельного объема от температуры, известна под названием температуры стеклования, Тс. При твердении крупных беспорядочной неправильной формы молекул вероятность образования стекла будет высокой. Для того чтобы началось образование кристаллов, должны присутствовать центры или ядра кристаллизации.
Кривые охлаждения материала, который может переходить в твердое состояние с образованием (а) кристаллической структуры или (б) аморфной структуры стекла. Резкое уменьшение объема объясняется «конфигурационным сжатием» , поскольку при переходе вещества от состояния неупорядоченной жидкости к состоянию кристаллического твердого тела происходит заметное увеличение плотности упаковки
Когда стекло начинает кристаллизоваться, такой процесс называется девитрификацией. Девитрификация может начаться, если стекло выдерживают при повышенной температуре в течение длительного времени, что приводит к перестройке расположения молекул. Стекло становится полупрозрачным в результате рассеяния света поверхностями небольших кристаллов. Этот процесс является основой изготовления стеклокерамических материалов. Процесс нагревания материала, позволяющий молекулам или атомам перераспределяться в пространстве, называется обжигом и играет важную роль в технологиях изготовления многих материалов.
СТРУКТУРА МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ Металлы обычно не образуют единого кристалла при твердении (переходе из состояния , называемого расплавом), вместо этого они образуют структуру, состоящую из множества мелких кристаллов. Это происходит потому, что внутри расплавленного металла рассеяно множество ядер или центров кристаллизации. Такие ядра могут образовываться при существенной потере тепловой энергии четырьмя атомами. Благодаря этому четыре атома способны образовать элементарную ячейку. Эти элементарные ячейки растут по мере того, как все большее количество атомов достигает низкого энергетического уровня и начинает присоединяться к ним, в результате чего и происходит образование кристалла. Этот процесс известен под названием гомогенной кристаллизации.
Кристаллы (иначе называемые зернами) будут продолжать свой рост до тех пор, пока весь металл не затвердеет. Во время своего роста они начинают сталкиваться друг с другом, образуя границы между кристаллами, где атомы расположены беспорядочно. Эти границы, называемые границами зерен, обычно и являются дефектной областью кристаллической структуры металла.
Альтернативным способом получения мелкозернистых структур является обеспечение множества центров кристаллизации. Это можно получить добавкой иридия к стоматологическим литейным сплавам на основе золота. Иридий создает множество центров кристаллизации и, тем самым, позволяет ограничить рост зерен. Детальное изучение структуры металлов, а именно, размеров кристаллов, их формы и состава, исключительно важно для выяснения их свойств и технологии получения.
Равноосная структура Металл, форма которого была изменена путем деформации, называется кованым. Радиальная структура Большинство широко используемых металлов представляют собой смесь двух или более металлических элементов, иногда с добавкой неметаллических компонентов при температурах, превышающих их температуру плавления. Такие смеси двух или более металлов называют сплавами
Чаще всего сплав состоит из нескольких отдельных, четко определенных, твердых фаз. Фазой называют структурно однородную (гомогенную) часть системы, которая отделена от других частей системы четко определенными физическими границами. Каждая фаза будет иметь свою собственную, отчетливо выраженную структуру, и связанные с ней свойства. Фазы в металле могут представлять собой смеси металлов. В состав меди может входить до 40% цинка без разрушения ее кубической гранецентрированной (КГЦ) решетки. Такие структуры называют твердыми растворами, и эти структуры соответствуют ряду специальных условий.
В сплавах могут образовываться фазы трех разных видов: чистый металл (механическая смесь фаз чистых металлов, входящих в сплав), твердый раствор и интерметаллическое соединение. Существует два типа твердых растворов: твердые растворы замещения и твердые растворы внедрения.
Твердые растворы замещения возможны если: • атомы имеют одинаковую валентность; • атомы образуют одинаковую кристаллическую структуру (например, КГЦ решетку); • размеры атомов отличаются друг от друга не более чем на 15%. (от 100% золота до 100% меди) Твердые растворы внедрения: Атомы растворимого элемента должны быть намного меньше атомов растворителя. Практически диаметр атома растворимого элемента должен составлять менее 60% диаметра атома растворителя.
СТРУКТУРА ПОЛИМЕРОВ У каждого полимера имеются свои собственные характеризующие его элементарные звенья (меры), подобно отпечаткам пальцев, и эти звенья являются основой широкого разнообразия свойств полимеров. Самыми распространенными полимерами являются те, которые состоят из органических соединений углерода, но полимеры могут состоять и из неорганических соединений, основой которых является диоксид кремния (Si. О 2 ). Кремний, будучи четырехвалентным, как и углерод, способен образовывать основную цепь полимерного соединения, в которую он входит вместе с кислородом. Примером кремнийорганического полимера является полидиметилсилоксан. Если полимер образуется из мономеров одного вида, то его называют гомополимером, а если в состав полимера входят мономеры разного вида, то он называется гетерополимером
МЕХАНИЗМЫ ПОЛИМЕРИЗАЦИИ
Общим для всех мономеров, представленных в Таблице, является наличие двойной связи, которая раскрывается, позволяя мономеру соединиться с соседним мономером. Существует два возможных пути полимеризации: аддитивный и конденсационный. Аддитивная полимеризация: • активация; • инициирование; • рост цепи; • обрыв цепи. Конденсационная полимеризация Происходит в тех случаях, когда в результате реакции между двумя молекулами (обычно разнородными) образуется большая молекула с выделением побочного низкомолекулярного продукта (чаще молекулы воды).
СТРОЕНИЕ ПОЛИМЕРОВ Молекулярная масса полимера равна числу повторяющихся элементарных звеньев, умноженному на молекулярную массу элементарного звена. Как при аддитивной, так и при конденсационной полимеризации, длина цепи определяется чисто случайными факторами, поэтому не все цепи будут иметь одинаковую длину, то есть, в веществе будут присутствовать цепи с разными длинами и молекулярная масса может быть представлена только усредненным значением.
Молекулярная масса полимера представляет особую важность для объяснения различий между физическими свойствами разных полимеров. Например, прочность при растяжении и удлинение , требуемые для разрыва полимерного материала, резко возрастают для некоторых полимеров, молекулярная масса которых находится в пределах от 50 000 до 200 000. Однако, улучшение физических свойств материала за счет увеличения молекулярной массы сопровождается быстрым увеличением вязкости расплава, что ведет к повышению температуры стеклования, и затрудняет технологическую переработку полимеров.
Конфигурации цепи Полимерные цепи удерживаются за счет вторичных связей (сил Ван дер Ваальса), а при достаточной длине цепей — за счет переплетения. Чем выше молекулярная масса полимера, тем сильнее будут переплетены между собой полимерные цепи, тем выше будут жесткость и прочность полимерного материала. У таких полимерных материалов, как полиэтилен, обладающих линейной конфигурацией цепи, слабая связь между цепями может быть легко разорвана при нагревании полимера. Как только начинают нагревать материал, цепи будут скользить относительно друга, полимер начнет размягчаться и легко деформироваться. При охлаждении связи восстанавливаются, и полимер снова становится твердым, сохраня ту форму, которую приобрел при повышенной температуре. Температура, при которой происходит пластическое размягчение материала и передвижение молекул, называется температурой стеклования
Полимеры, которые могут размягчаться и которым при нагревании выше температуры стеклования можно придать нужную форму, называются термопластичными полимерами. Примерами термопластичных полимеров являются полистирол, полиметилметакрилат и полиэтилен. Полимеры, которые разрушаются при нагревании, не достигая состояния стеклования, называются термореактивными полимерами. Кристалличность полимеров В полимерном материале макромолекулы обычно имеют различные пространственные конфигурации, они могут быть скручены спиралями и переплетены беспорядочным образом. Иногда, однако, существуют зоны, где молекулы способны располагаться более пли менее параллельно друг к другу.
В таких случаях полимер имеет кристаллические участки и проявляет в некоторой степени свойства кристалличности. Относительное соотношение кристаллических и некристаллических областей в полимере зависит от его химического состава, конфигурации молекул и технологии изготовления материала. Когда цепи полимера соединены с помощью химических связей, его называют сшитым. Сшивание оказывает выраженное воздействие на свойства полимерного материала: оно позволяет сделать из термопластичного полимера термореактивный. Еще более важным является то, что сшивание позволяет превратить жидкий полимер в твердый: этот процесс используют для отверждения многих оттискных материалов.
Образование частых сшивающих молекулы связей в полимеpax ведет к образованию твердых и хрупких материалов. Если полимер состоит из особенно длинных и гибких молекулярных цепей , эти молекулы могут быть сшитыми в нескольких точках своей длины, могут иметь конфигурацию в виде сильно скрученных спиралей, когда они находятся в свободном состоянии, и могут растягиваться на большую длину (за счет распрямления спирали) под действием нагрузки. Когда нагрузку снимают, цепи снова принимают свою спиральную конфигурацию под воздействием сшивающих поперечных связей. Называются эластомерами и обладают отличительными особенностями : • Этот материал мягкий и имеет низкий модуль упругости (эластичности). • Проявляет очень высокие деформации при растяжении (> 100%). • Эти деформации обратимы. • Материал используют в области температур, превышающих температуру его стеклования.
Конфигурации полимерных цепей
КОМПОЗИЦИИ ПОЛИМЕРОВ Полимеры редко используются в чистом виде. Об одной из таких модификаций уже упоминалось, когда рассматривалось сшивание полимерных цепей для получения термореактивных полимеров из термопластичных. Поскольку термореактивные полимеры не могут размягчаться и принимать нужную форму, она должна быть придана материалу до проведения сшивания, и это налагает серьезные ограничения на технологию изготовления изделия. Существуют технологические методы изготовления полимерных изделий, такие , как смешивание, сополимеризация и получение композитов
Смешивание — это процесс, наиболее часто используемый для изготовления термопластичных полимеров. Свойства смешанного полимера обычно находятся где-то посередине между свойствами составляющих его компонентов. Их химические составы должны быть схожими. Это налагает ряд ограничений на изменение их свойств. Альтернативой смешиванию является процесс, называемый сополимеризацией.
Сополимеризация — соединение двух полимеров в процессе их совместной полимеризации. Например , если мономер А и мономер В смешать перед полимеризацией, то они будут сополимеризоваться с образованием полимерных цепей, состоящих как из элементарных звеньев А, так и из звеньев В. Последовательность соединения исходных мономеров, образующих полимер, может быть произвольной, и в этом случае будет образовываться неупорядоченный (атактический) сополимер, молекулярная цепь которого приведена ниже: _А_А_В_В_А_В_В_В_А_А_В_В_А_В_ Если мономеры более склонны к самополимеризации, чем к совместной полимеризации, это приведет к образованию блок+ сополимер, в макромолекулах которого соединены блоки каждого гомополимера: _А_А_А_В_В_А_А_А_В_В_В_ В таких системах можно получать полимеры со свойствами, существенно отличающимися от свойств гомополимеров в отдельности.
Например, один исходный полимер может быть совершенно жестким, а другой — очень гибким. Получение блок_сополимера позволит регулировать степень жесткости конечного материала за счет регулирования длины блоков и относительного количества каждого полимера в композиции. Пластификаторы Если вещество с низким молекулярным весом добавить в полимер, то это приведет к снижению температуры стеклования и модуля упругости материала. Эти вещества, называемые пластификаторами, уменьшают силы притяжения между цепями полимеров, благодаря чему цепи становятся более гибкими, и могут скользить относительно друга при температурах более низких, чем температура их стеклования. Основным требованием, которому должен отвечать пластификатор, является его совместимость с полимером, и постоянство действия.
Композитом называется комбинация материалов, в которой каждый компонент сохраняет свои индивидуальные физические свойства. Или, что более важно, композит — это материал, состоящий из нескольких фаз, имеющий улучшенные свойства по сравнению со свойствами каждой из фаз в отдельности. В композитах, состоящих из двух компонентов, выделяют две фазы — матрицу и наполнитель, при этом, матрица является тем компонентом, который связывает между собой частицы наполнителя.
Усы — это очень тонкие кристаллы, обладающие предельно высоким соотношением между своей длиной и диаметром (кристаллы фторканазита). Типы армирующих волокон: (а) непрерывные волокна; (Ь) короткие однонаправленные волокна; (с) беспорядочно расположенные короткие волокна. Структура армированных слоистых пластиков; тонкие листы армирующих волокон с разным направлением, уложенные друг на друга.
Скачать презентацию Требования предъявляемые к биоматериалам Химические свойства отсутствие
Введ.МЕХ.ХАРАКТ.БИОЛ.ТКАНЕЙ.ppt