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2020 MD PDF Polímeros

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POLÍMEROS DENTALES

Universidad de San Carlos de Guatemala


Facultad de Odontología
Área de Odontología Restaurativa
Materiales Dentales
Segúndo año
Abril 2020

Los polímeros son compuestos químicos que constan de grandes moléculas


orgánicas formadas por la unión de unidades monoméricas más pequeñas y que se
repiten, formando cadena poliméricas. Llamados también resinas sintéticas o
plástico.

DRA. LÍDICE MARIANELA HERNÁNDEZ PALMA


Polimerización:
Reacción química en la cual los monómero de menor peso molecular se convierten
en cadenas de polímeros de mayor peso molecular. (Phillips,2004)

Monómero: Una parte. Polímero: Muchas partes

Aplicaciónes de Polímero en Odontología:

Los polímeros están presentas en la práctica odontológica, con múltiples


aplicaciones. Los usos más comunes son:

• Bases protésicas
• Dientes artificiales para prótesis dentales removibles
• Materiales de obturación (resinas compuestas)
• Sellantes de Fosas y Fisuras
• Materiales de Impresión dental
• Equipamientos
• Recipientes y espátulas de mezcla
• Cementos

Propiedades generales de los Polímeros:

• Malos conductores eléctricos y térmicos


• Transparentes y fáciles de colorear
• Pueden terner organización molecular amorfa y cristalina

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• Rigidez y fragilidad (Aumenta según su organización molecular)
• De baja y alta densidad (Según su estructura espacial)
• Mientras las cadenas poliméricas sean más largas y tengan mayor peso
molecular sus propiedades de dureza, rigidez, fragilidad aumentan y
disminuye su resistencia al impacto
• Las fuerzas aplicadas producen tensiones dentro de los polímeros que
provocan deformación elástica (reversible), plástica (irreversible) y
viscoelásticas (combinación elástica y plástica) depende su estructura
espacial.

Clasificación de los Polímeros:

➢ Según la disposicón de los monómero se en las cadenas los polímero se


clasifican en :

Homopolímeros: contienen el mismo monómero en las cadena poliméricas.


Ejemplos: Polietileno Y Polipropileno

Copolímero: contiene dos o más monómeros diferentes en su cadena. Ejemplos:


Copolímero de etileno y acetato de vinilo.

➢ Según su estructura Espacial:

Lineales : Son los polímeros que forman cadenas en una sola dirección, pueden
estar enmarañadas no paralelas, forma enlaces químicos secundario por dipolos. El
ejemplo clásico para entender la configuración espacial de los polímeros lineales es
un plato de espaguetis. Sin embargo en la práctica rara vez se dan cadenas
moleculares exclusivamente lineales.

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Ramificada: Son los polímeros que tienen
una configuración espacial entrecruzada no
lineal, se unen por un mayor número de
enlaces químicos secundario por dipolos, en
comparación con los polímeros lineales.
Tiene mejores propiedades mecánicas y mayor elasticidad.

Entrecruzados: Son polímeros con una configuración espacial de enrejado en


forma de malla cerrada. Forma conexiones
permanentes entre las cadenas, que aumentan
considerablemente el peso molecular. Son los más
rígidos, pero al mismo tiempo más frágiles.
Presentan menor absorción de agua y mayor
resistencia a la degradación en alcohol.

En el proceso de polimerización del Polisulfuro y del Alginato, las cadenas lineales,


se unen mediante cadenas laterales reactivas para formar redes moleculares
entrecruzadas .

➢ Según organización Molecular:

Estructura amorfa: Las cadenas están entrelazadas aleatoriamente de una forma


muy desordenada.

Estructura Cristalina: Las cadenas poliméricas se alinean formando estructuras


cristalinas muy ordenadas.

La mayoría de los polímeros combinan estas dos formas de organización , es


cracterístico que los polímeros dentales lineales sean predominantemente amorfos,
poco o nada cristalinos. La cristalinidad de un polímero, aumenta la resistencia a la
tensión, aumenta la fragilidad e incrementa la temperatura de fusión. Los factores
que reducen o impiden la critalinidad son los siguientes:

• Copolimerización que disminuye la alineación de cadena


• Polímeros de ramas largas, que impide la alineación de las cadenas
• Plastificantes, que tieneden a separar las cadenas.

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➢ Según su Comportamiento Térmico:

Polímero Termoplástico:

Se caracterizan porque se ablandan con el calor y pueden


llevarse a punto o intervalo de fusión y volverse líquidos,
moldearse, luego enfriarse y pasar a estado sólido, sin
deteriorarse químicamente y manteniendo sus carácterísticas iniciales. Este
proceso de ablandamiento y endurecimiento puede volverse a repetir cuantas veces
se quiera, sin que el material modifique su aspecto o sus propiedades. Tienen
estructura espacial en forma de cadenas lineales o ramificadas.

Ejemplo: Polietileno, PVC , Protectores o guardas dentales (polivinil-acetato-


polietileno), resina acrílicas , nailon, suturas quirúrgicas

Propiedades físico-mecánicas:

• Son fusibles
• Solubles en solventes orgánicos
• Flexibilidad (moldeable sin cambiar sus propiedades)
• Se pueden reciclar

Polímeros Termoestables o Termofijos: Son polímeros unidos


mediante enlaces químicos, forman una estructura espacial
entrecruzada (enrejado en malla cerrada). Estos polímeros una vez
moldeados no pueden modificar su forma, y por lo tanto no pueden
ser reciclados, sufren una transformación irreversible, porque se degradan
químicamente a altas temperaturas. Poseen alta resistencia mecánica y físicas a
esfuerzos, comparado con los materiales termoplásticos y elastómeros.
Ejemplos: Poliésteres, Resinas compuestas

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Propiedades físico-mecánicas:

• Baja elasticidad
• Insolubles
• Alta resistencia
• Buena estabilidad dimensional y resistencia a la abrasión
• Incapacidad de reciclado

Elastómero: Son polímeros que tienen una estructura


molecular parcialmente entrecruzado y organización amorfa ,
consistencia gomosa, presenta deformación elástica y plástica.

Propiedades físico-mecánicas:

• Alta elasticidad
• Resistente a la tracción
• Deformación reversible e irreversible
• Comportamiento viscoelástico

Deformación a Tensiones de los polímero: Comportamiento Mecánico

• Deformación Elástica: Se da en las partes amorfas, en su mayor


proporción . (Deformación reversible).
• Deformación Plástica: Hay interposición de cadenas poliméricas, donde se
colocan unas sobre otras. Deformación Irreversible, convirtiéndose en una
nueva forma permanente con mínima recuperación elástica
• Deformación Viscoelástica: Combinación de ambas deformaciones
(elástica y plástica) en un mismo material.

Los elastómeros no siempre se recuperan totalmente y mantienen un pequeño


grado de deformación plástica. Los termoplásticos y termofijos muestran un
mayor nivel de deformación plástica, pero un pequeño grado de recuperación
elástica.

Polimerización:
Reacción química intermolecular que forma cadenas monoméricas de mayor peso
molecular.

Hay tres diferentes tipos de poli reacciones:

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1. Polimerización Simple

Sub clasificación:
▪ Radical libre: Es el tipo de polimerización simple que es iniciada por
radicales libres:
▪ Iónico: Es el tipo de polimerización simple, cuya reacción química es
iniciada por un ión positivo (Catión ) llamada Catiónica o un ión
negativa o (Anión), llamada Aniónica. Ejemplo: PVC

2. Policondensación o Polimerización Escalonada: Es el tipo de


polimerización que al terminar la formación de cadenas
monoméricas forman moléculas condensadas, como productos
residuales como: Agua, alcohol, amoníaco, cloruro de hidrógeno.
Los monómeros utilizado en estas reacciones de condensación
son bifuncionales, es decir tiene un grupo químico reactivo en cada extremo
de sus moléculas.
Ejemplos: Materiales de impresión dental: Silicona por Condensación y
Polisulfuro

3. Poliadición o Polimerización por Adición: Es el tipo de


polimerización que se inicia por un agente químico-físico, calor
o presión que produce una activación molecular, no desprende
compuesto condensados como productos residuales, pero si la
liberación de átomos de Hidrógeno. La polimerización
comienza por un centro activo y se va armando una cadena que en teoría
puede seguir un crecimiento de manera indefinida hasta que lo permita, el
aporte de unidades que lo constituyen. En este tipo de polimerizaicón es
posible formar con facilidad moléculas gigantes a diferencia de la
polimerización por condensacion.
Ejemplos: Material de impresión dental: Polivinil-Siloxano y Poliéter

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RESINAS ACRÍLICAS:
Son polímeros derivados del etileno, las más utilizadas en Odontología son las
derivadas del ácido acrílico y del ácido metacrílico. De los ésteres de estos
ácidos, unidos a diferentes radicales metilo, etilo y fenilo, se obtienen los
monómeros de estas resinas: acrílico de metilo y metacrilato de metilo.

Clasificación de las resinas acrílicas:

Por el tipo de curado, dependiendo de la sustancia que produzca radicales libres

• Autocurado: Su iniciador es un componente químico (Peróxido de benzoílo)


• Termocurado: Son activadas por calor y son las resinas acrílica más
estables
• Fotocurado: Son activadas por luz ultravioleta

Polimerización Simple: (Radical Libre)

Etapas

1. Iniciación : Es la activación de la reacción de polimerización por


producción de radicales libres.

• Iniciador químico —————— Autocurado: Peróxido de benzoílo , al


ser activado por aminas terciarias (ácido sulfínico, dimetilparatoluidina) , se
desdobla en dos radicales libres benzoicos que inician la reacción química de
polimerización.
• Iniciador por calor——————Termocurado: Peróxido de benzoílo es el
iniciador , ativado por calor y aminas terciarias , generando radicales
libres.
• Iniciador por luz ultravioleta —-Fotocurado: Canforoquinonas,
generalmente es el iniciador de la reacción química, activada por exposición
a espectro de luz ultravioleta, generando radicales libres.

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2. Crecimiento o Propagación de Cadenas:

Es la etapa de la reacción de polimerización donde se


produce transferencia de radicales libres entre las
moléculas provocando crecimiento y aumento de cadenas
poliméricas.

3. Terminación: Es la etapa de polimerización donde se


produce un emparejamiento de extremos de cadena de
radicales libres

Fenómenos anexos a la Polimerización:

✓ Reacción Exotérmica: Generación de energía en forma de calor


✓ Contracción de Polimerización: Provocada por el monómero, componente
líquido de la resina acrílica, formado esencialmente por metacrilato de
metilo que polimeriza por agentes físico o químicos y se contrae en un 21%
al polimerizar.
✓ Soción Acuosa: Se produce por la presencia de uniones inermolecuarles no
equilibradas, por lo que penetra agua en sólidos poliméricos

Composición General:

Polímero: Poli (metacrilato de metilo) puede ser modificado por pequeñas


cantidades de metacrilato de etilo, butilo o alquilo, para mejorar su resistencia a la
fractura y al impacto. Es soluble en compuestos orgánicos como cloroformo,
acetona y el propio monómero.

Monómero: Es el líquido de la resina acrílica, formado esencialmente por


metacrilato de metilo, modificado con otros monómeros acrílicos. Es transparente,
polimeriza por agentes físicos o químicos y se contrae en un 21% al polimerizar.

Iniciadores: El más utilizado en las resina acrílicas es el peróxido de benzoílo. Al


unir el polvo con el líquido, es el encargado de iniciar la reacción química

Platificante: Ftalato de Butilo en 8 a 10 % puede estar presente en el polvo o en el


líquido y su función es aumentar la solubilidad.

Pigmentos: Sulfuro de Mercurio (rojo), Sulfuro de Cadmio (amarillo), Selenuro de


Cadmio, óxido férrico (marrón), Carbón (negro). Se adicionan al polímero (polvo )

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durante la fabricación o añadirse mecánicamente después de la polimerización,
dando una apariencia más natural.

Tintes: No son tan satisfactorios como los pigmentos, porque tienden a


desprenderse de la resina acrílica, al estar en cavidad bucal

Opacadores: Se utiliza el Dióxido de Titanio

Fibras sintéticas teñidas: de nailon o fibras de acrílico para simular los diminutos
vasos sanguíneos, cundo se utilizan en la fabricación de bases protésicas, para dar
una apariencia natural.

Partículas de relleno: La más utilizadas son las de fibra de vidrio, silicato de


circonio y alúmina. La adición de fibras de vidrio y alúmina aumeta la rigidez y
diminuye el coeficiente de expansión térmica.

Sustancias Radiopacas: Se utilizan con la finalidad de hacer al material visible a


los rayos X. Entre estos compuestos radiopacos se encuentran, el sulfato o fluoruro
de bario. Un inconveniente es que al agregar la cantidad necesaria de estas
sustancia radiopacas, para el fin indicado, puede disminuir la resistencia y
provocar cambios en el aspecto de la resina acrílica utilizada en la prótesis dentales.
Actualmente se ha agregado vidrio de bismuto en un 10 % en forma de polvo, el
cual da una excelente radiopacidad y también aumenta la resistenica del material.
Este vidrio de bismuto es incoloro, insoluble en los fluídos bucales y no es tóxico.

Inhibidores: Hidroquinona en una concentración de 0.003% a 0.1 %, se agrega al


monómero, para evitar la polimerización durante el almacenamiento.

Activadores:

• Resinas acrílica autocuradas: aminas terciarias (ácido sulfínico,


dimetilparatoluidina) ,
• Resinas acrílicas termocuradas: Calor
• Resinas Fotocurados: Luz ultravioleta

Plastificantes: Ésteres de bajo peso molecular (Ftalato de Butilo) Componente que


se agrega al monómero para dar un polímero más blando y resistentes. Proporciona
suavidad al material.

Agentes de Entrecruzamiento: Presentes en una proporción de 1 a 2% hasta el


un 25 % cuando se requiere un mayor entrecruzamiento. Esto agentes son

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dimetacrilato de glicol o alil metacrilato que se añade al monómero (líquido). Esto
agentes le proporcionan al polímero final mayor resistencia a las grietas y a las
facturas superficiales.

Manipulación:

Preparación de la Mezcla: Se prepara la mezcla en un recipiente adecuado


(Dappen o recipiente de vidrio, porcelana o silicona) con una espátula para mezclar
acrílico de metal, en una proporción de 3:1 por 30 segundos.

Se vierte el polímero sobre el monómero en las proporciones indicadas y se asegura


que las partículas del polímero se incorporen completamente con el monómero.

Se recomienda tapar el reciente para evitar la inclusión de aire, hasta que la mezcla
se encuentre en la etapa filamentosa.

Etapas Clínicas de la Polimerización:

Arenosa: Es la etapa donde inicia la polimerización , al producir


radicales libres por medio de activadores específico, según el tipo de
resina acrílica.

Correosa, Filamaentosa o Pegajosa: Es la etapa donde se


produce la propagación de cadenas y foramción de hilo.

Pastosa o Plástica: Es la etapa donde la


resina acrílica presenta propiedades manipulables.

Ahulada o Elástica: Es la etapa dond se forma una masa


cohesiva y elásatica , en esta etapa no permite ser
moldeable y al final inicia la reacción exotérmica.

Rígida: Es la fase donde la resina acrílica continúa con el proceso


exotérmico, y presenta una consistencia dura.

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Biocompatibilidad: Las resinas acrílica pueden causar reacciones alérgicas,
cuando el proceso de polimerización no está completa: quedan libres monómeros
residuales de bajo peso molecular. Esto es más común en las resinas acrílicas de
autocurdo por el manejo manual de las proporciones monómero-polímero.

RESINAS POLIVINIL-ACRÍLICO:

Las resinas polivinilo-acrílico tienen grupos vinílicos en su


composición, derivadas del etileno como la mayor parte de las
resinas de polimerización , son una mezcla entre un
copolímero de cloruro de vinilo-acetato de vinilo con un
monómero de metil-metacrilato. Tiene un mayor porcentaje de
elongación que las resinas acrílicas, son más tenaces y presentan una mayor
resistencia a la fractura.

Son suministrados en forma de gel, por lo tanto se necesita un equipo de inyección


especial cuando se utilizan para el procesamiento de las bases protésicas.

Su principal ventaja es que tiene una gran resistencia a la fractura y su gran


inconveniente es su estabilidad dimensional muy inferior a la que presentan los
polímero acílicos termocuradas. Por esta razón se consideran los segundos
polímeros en cuanto a su importancia de uso para la construcción de bases
protésicas. Son una alternativa a las resinas acrílicas en pacientes alergícos a estas.

Propiedades similares entre las resinas acrílica y las de polivinil- acrílico:

• Alto coeficiente de expansión térmico


• Baja densidad
• Baja conductividad térmica
• Presentan contracción a la polimerización
• El alcohol produce agrietamento por lo tanto debe evitarse su limpieza, en
soluciones que contengan alcohol
• Solubilidad en resinas acrílicas es mayor , aunque clínicamente es
insignificante.
• Dureza de Knoop es similar

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Propiedades diferentes entre las resinas acrílicas y las de polivinil-
acrílico:

• El procesado de las resinas acrílicas es por modelado y las de polivinil-


acrílico es por inyección.
• Compatibilidad tisular y efectos biológicos: el monómero de las resina
acrílica puede causar irritación, alergia y afecciones micóticas. Pero los dos
tipos de resina bien polimerizado no causan ningún tipo de molestia.

Resistencia a la Tracción:

Polivinil-Acrílico

Resinas Acrílicas

Porcentaje de Elongación, Tenacidad, Resistencia al Impacto

Polivinil-Acrílico

Resinas Acrílicas

Estabilidad dimensional, estabilidad de color y resistencia a distorsión a altas temperaturas:

Polivinil-Acrílico

Resinas Acrílicas

Vida útil: las resinas acrílica vienen en forma de polvo líquido y tienen una buena
vida útil, el monómero debe suministrarse en frascos color ámbar, para evitar la
acción de la luz. Las resinas Polivinil-acrílico vienen en forma de gel y deben
almacenarse en refrigerador a 2ºC, para que tengan una vida útil de 1 a 2 años.

Bibliografía

Cova N., José Luis. (2010). Biomateriales Dentales. Editorial Amolca. Segunda Ed.
Venezuela. pag.335-340

Anusavice, K. (2004).Ciencia de los Materiales Dentales de Phillips. Editorial


Elsevier. Madrid, España. Capítulo 7

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