Термопластичные компаунды (термопласты) при нагревании размягчаются, при охлаждении затвердевают. Термопласты делятся на обратимые и необратимые. Обратимые термопласты при многократном использовании сохраняют свои пластические свойства, необратимые их теряют.

ГИДРОКОЛЛОИДНАЯ ДУБЛИРУЮЩАЯ МАССА. Слово «коллоид» в переводе с греческого означает клей. Сухой остаток (фазу) можно повторно растворить с получением коллоида – это обратимые коллоиды

НАЗНАЧЕНИЕ: Дублирующая масса для бюгельного протезирования.
Применяется для отливки негативных форм при одноэтапном изготовлении цельнолитых бюгельных протезов из кобальтохромового сплава по огнеупорным моделям.
СОСТАВ И ОСНОВНЫЕ СВОЙСТВА: в состав гидроколлоидной дублирующей массы входит агар-агар, дистиллированная вода, этиленгликоль. Агар-агар – продукт, получаемый из некоторых морских водорослей (агарофитов), характерным свойством которого является способность давать плотные гели. Он содержит 70–80% полисахаридов (сульфат галактозы), 10–20% воды, 1,5–4% минеральных веществ.
«Гелин» обладает высокой точностью воспроизведения и обеспечивает получение гладкой поверхности модели.

На рынке существуют текучие силиконовые массы для дублирования, которые компенсируют многие недостатки гелей. Тщательно смешиваются два компонента при выдерживании соотношения объемов согласно предписаниям, а дальше этапы работы как с дублирующими гелями.

Преимущества силиконов: силиконы очень точно воспроизводят форму и рельефы, проблему дублирования металлических деталей с помощью этих масс можно считать решенной; модель не надо вымачивать; примерно через 45 минут (считая от смешивания) негативная форма готова к употреблению; возможна повторная заливка, прежде всего гипсом для контрольной модели; нет реакции между материалом формы и паковочной массой.

Внимание! Это касается только силиконов, т.к. дублирующие массы на базе полиэфира реагируют иначе. Недостатком является дорогая стоимость, относительно гелевых масс, и однократное применение.

Возможна небольшая экономия до 25%, если нарезать использованный силикон и обложить цоколь гипсовой модели в кювете перед дублированием. Также экономия возможна при использовании специального дозирующего аппарата для силиконовых материалов (рис. 8, стр.8). Он позволяет точно дозировать количество и равномерно смешивать компоненты силикона без доступа воздуха.

ФОРМОВОЧНЫЕ МАССЫ

Форма для литья (опока) - это специально изготовленный сосуд, внутренние стенки которого по своим очертаниям соответствуют очертаниям отливка. Кроме основной полости, опока содержит дополнительные, так называемые служебные полости дополнительных питателей, стоек и т.п.

Процесс изготовления и подготовки формы к заливке расплавленным металлом называется формированием, а материалы, применяемые для изготовления формы, - формовочными материалами. Чаще всего такие материалы представляют собой смесь из нескольких компонентов. Формовочные материалы должны обладать такими свойствами:

1) проявлять высокую термостойкость и прочность при литье;

2) твердеть в течение 7 -10 мин;

3) не содержать веществ, реагирующих с металлом отливка и ухудшающих его свойства;

4) не сцепляться с отливками;

5) иметь мелкозернистую структуру, чтобы отливок имел гладкую поверхность и достаточную газопроницаемость (для удаления газов, образующихся при литье);

6) массы из огнеупорных материалов должны иметь хорошую текучесть, способность увлажнять восковые модели, накладываться на них без образования воздушных полостей;

7) суммарная величина гигроскопичного и термического расширения, а также расширение во время твердения должно быть достаточной для компенсации усадки отливка.

В стоматологической практике чаще применяют одноразовые формы для литья. В зависимости от того, какой металл используется для литья и какая формовочная масса применяется для изготовления опоки, стенки последней могут быть одно или двухслойные. Одношаровые опоки используют, как правило, тогда, когда метал, который заливают, имеет не слишком высокую температуру плавления (латунь, сплавы золота и др.) Двухслойные и многослойные опоки чаще применяются для отливки моделей из нержавеющих сталей, кобальтохромового, никельхромовых, титановых и других сплавов с высокой температурой плавления.

Формовочные смеси для двухслойных опок подразделяют на основные (облицовочные) и вспомогательные. Основные формовочные смеси составляют основу формовочной оболочки, которая непосредственно контактирует с материалом протеза, от свойств которого зависят главные качественные показатели опоки. Вспомогательные формовочные смеси (наполнителей) составляют основную массу опоки.

Как основной компонент большинства огнеупорных смесей используют диоксид кремния и его модификации. Для образования опоки порошкообразный огнеупорный материал смешивают с жидким связующим компонентом различной химической природы. В зависимости от связывающего вещества все формовочные материалы делятся на силикатные, сульфатные (гипсовые) и фосфатные.

Силикатные формовочные материалы. Диоксид кремния SiO2 - кварцевый песок, основной компонент формовочных смесей. Он предоставляет формовочной массе огнеустойчивых свойств и при определенных температурных интервалах предопределяет расширение опоки, способное компенсировать усадку отливка. Из трех известных аллотропических форм кремния (кварц, тридимит и кристобалит) способность к расширению имеют кварц и кристобалит. Эти две формы и используются в формовочных смесях.

Чистота поверхности отливка зависит от величины долек формовочного материала (его дисперсности). Чистоту поверхности определяют по высоте неровностей на ней, измеряемой в микронах. Поверхность отливка будет чистой, если применять кварцевый порошок, который полностью проходит через сито № 140 с отверстиями диаметром 0,1 мм и сквозь сито с отверстиями диаметром 0,05 мм (остаток порошка на сите не должен превышать 50%). Такой мелкодисперсный (выжженный при температуре 900°С в течение 2 ч) порошок называют кварцевым мукой или маршалит. Чистая кварцевая мука должна содержать не менее 98% диоксида кремния. Она является основным компонентом облицовочного, или внутреннего, слоя (огнеупорной рубашки) опоки. Этот слой должен быть толщиной не менее 1-2 мм. Он непосредственно контактирует с расплавленным металлом.

Внешний (наполнительный) слой, толщина его может быть от одного до нескольких сантиметров. По огнеупорности, прочности и дисперсности он может несколько уступать материалу облицовочного слоя. Материалы обоих слоев формы должны иметь хорошую газопроводимость, чтобы предотвратить газовую пористость отлитой детали.

В последнее время при литье высокотемпературных сплавов часто применяют маршалит, пластифицированный гидролизованным этилсиликатом (силикатные формовочные материалы).

Этилсиликаты - этиловый эфир ортосиликатной кислоты. Это прозрачная жидкость желто-зеленого цвета, с легким эфирным запахом. Она содержит от 21 до 41% диоксида кремния.

Для изготовления облицовочного слоя опоки, этилсиликат подвергают гидролизу, вследствие чего образуются спирт и ряд соединений кремния (силоксанов), которые во время обжига формы переходят в чистый диоксид кремния.

Для ускорения процесса гидролиза к воде добавляют этиловый спирт и катализатор (0,2-0,3% раствор соляной кислоты). Однако вода и этилсиликаты не растворяются друг в друге, поэтому для образования однофазового раствора берут вещества, в которых растворяется вода и этилсиликаты. Это может быть спирт или ацетон. Реакция со спиртом происходит медленнее, чем с ацетоном. К тому же ацетон быстрее испаряется и предопределяет быстрое испарение воды, а обезвоженный гель менее склонный к образованию трещин. Однако ацетон является легковоспламеняющимся веществом. Количество взятого растворителя должна быть такой, чтобы содержание кремнезема в готовом растворе не превышало 22%.

К одной части гидролизованного этилсиликата добавляют 2 части маршалита, тщательно размешивают. Полученную облицовочную массу 2 - 3 раза наслаивают на обезжиренную восковую модель (волосяным кисточкой или путем погружения восковой репродукции деталей с литниками и конусом в облицовочную массу).

Литейный блок покрывают первым, густо замешанным, слоем облицовочной массы, сушат под вентилятором 10-15 мин, вынимают и высушивают под вентиляторов еще 7 - 10 мин.

После этого наносят второй слой облицовочной массы, замешанной не так плотно (для заполнения трещин в первом слое), сушат его под вентилятором 10-15 мин, помещают в эксикатор с аммиаком на 10-15 мин и высушивают 10 - 15 мин. Затем начинают формирование (образование внешнего слоя опоки). Для более прочной фиксации облицовочной массы на восковой репродукции, задержки стекания массы с поверхности модели и повышения прочности огнеупорной оболочки опоки каждый слой нанесенного на репродукцию массы посыпают тонким равномерным слоем обожженного мелкого кварцевого песка.

Кварцевый песок используется и для наполнения опоки. Песок тщательно очищают, промывают и выжигают при температуре 900°С в течение 2 ч. Допустимое количество глинистых примесей в песке - не более 1,5%. Дисперсность (зернистость) песка должна обеспечить хорошую газопроницаемость формы. Такую дисперсность имеют пески, которые просеиваются сквозь сито № 70 (0,25) и № 40 (0,44) (марка 40/70).

Глиноземный цемент - используется для связывания кварцевого песка в опоках и создания достаточно прочной формовочной наполняющей массы. Цемент содержит 35-55% АI2O3, 5-12% SiO2, 35-40% СаО и около 15% Fе2O3. Твердения цемента происходит в течение 1 ч. Это цемент огнеупорный, прочность на сжатие составляет 450 кгс/см2. Кварцевый песок и глиноземный цемент смешивают в соотношении 6:1 или 7:1. Смесь смачивают водой (4:1 или 5:1) и заполняют ее в опоку. Хранят цемент и сухую формовочную смесь в сухом месте. В случае поглощения ими влаги способность их к твердению значительно ухудшается.

Для литья деталей из кобальтохромового сплавов, нержавеющей стали и других сплавов с температурой плавления более 1100°С применяют разнообразные формовочные массы.

"Сиолит" состоит из порошка и жидкости, порошок - смесь кварца, фосфатов и оксида магния, Жидкость - силикагель предназначен для изготовления огонеупорной формы литья для отливки цельнолитых протезов и каркасов металлокерамических протезов.

"Формалит". В его состав входят маршалит, кварцевый песок, этилсиликаты, ортоборатная кислота (или глиноземистый цемент). Облицовочную массу готовят путем смешивания маршалит с гидролизованным этилсиликатом. Полученной сметанообразной массой образуют огнеупорную оболочку. Применяют "Формалит" для литья деталей из КХC нержавеющей стали. Массу для наполнения опоки готовят из кварцевого песка и глиноземистого цемента (в соотношении 6:1 или 7:1) или песка с борной кислотой (10:1 или 10:1,5).

П.С. Флис, М.И. Пясецкий и С.И. Криштаб (1983) предложили новую формовочную массу для литья протезов из КХС. Состав массы такой: кварцевый песок - 36,2%, порошок керамзита - 7,9%, полиэтаксилан - 5,3 - 8,3%, пылевидный кварц - 37%. Масса компенсирует усадку сплава в пределах 1,6-1,8%.

Сульфатные или гипсовые, формовочные материалы. Связующей частью является гипс. Основными их компонентам могут быть окиси кремния и алюминия. Гипсовые формовочные материалы применяют при литье сплавов, имеющих температуру плавления до 1100°С. Воздействие высокой температуры за очень короткое время, в течение которого происходит литье, практически не приводит к разрушению оболочки опоки и на качестве небольшого по массе отливка не сказывается. При литье сплавов с более высокой температурой плавления пользоваться такими смесями не следует. У них за температурой более 400 - 500°С происходит начальный распад гипса с образованием сернистого газа, сероводорода и других газообразных веществ.

Следует учитывать некоторые особенности гипсовых формовочных материалов, обусловленные свойствами гипса.

1. Во время твердения формовочная масса расширяется (вследствие уменьшения плотности массы, обусловленной задержкой воды между кристаллами огнеупорного наполнителя). Когда заполненную опоку в начальной стадии затвердения погрузить в воду, то происходит насыщение формовочной массы водой, что приведет к еще большему ее расширению. Суммарная величина гигроскопичного расширения может достигать 1-2%.

2. Во время термической обработки опоки, проводимой с целью выжигания воска и огнеупорного наполнителя, наблюдается дегидратация гипса, и он дает усадку (до 2%).

Термическое расширение формовочной массы способно существенно компенсировать усадку металла. С этой целью применяют кварцы или кристобаль как огнеупорные наполнители. Применение кристобаля дает возможность при литье в горячую форму (температура около 350 - 400°С) получить ее расширения до 1,85%, что компенсирует усадку сплавов с относительно небольшой усадкой во время твердения (сплавы на основе золота, палладия и др.).

В целях регулирования процессов термического расширения и скорости схватывания в формовочные смеси вводят добавки в количестве до 2% (натрия хлорид, ортоборатная кислота, натрия тартрат и др.). Так, добавка бури увеличивает время схватывания и уменьшает термическое расширение. Добавляя порошок сырого гипса, можно уменьшить время схватывания и увеличить термическое расширение.

Формовочные массы на основе кристобаля имеют определенные преимущества по сравнению с кварцевыми. Кристобаль расширяется больше, чем кварц, и может полностью компенсировать усадку сплавов на основе золота. Для более полной компенсации усадки отливка расплавленный металл заливают в формы до температуры, при которой кристобаль находится в β-форме. Таким образом, форма с кварцевого песка должна быть нагрета до 700 °С, а с кристобалем - всего до 450°С.

Методом смешения в разных пропорциях кварца и кристобаля получают формовочные смеси с различной величиной термического расширения (в пределах от 0,9 до 1%). Кварц может придать формовочному материалу термического расширение до 1,4%, а кристобаль - до 1,6%. Формовочные смеси на основе кварца имеют наименьшее отличие в температурном интервале 100 - 125°С и 770 - 830°С (переход кварца с α-формы в β-форму).

Материалы из кристобаля проявляют наименьшую прочность при температуре 210 - 260°С. Поэтому расплавленный металл надо заливать в форму, нагретую до температуры, которая выше температуры, когда прочность формовочного материала минимальна.

Промышленность выпускает различные формовочные материалы, предназначенные для определенных конструкционных сплавов благородных и неблагородных металлов.

"Аурит" - смесь порошка кристобаль с гипсом и добавками. Во время смешивания с водой в пропорции 100:36-40г.г. твердеет за 10-30 мин. Твердая масса "Аурит" имеет коэффициент термического расширения не менее 0,08, ее прочность на сжатие через 24 часа после затвердевания составляет 20 кгс/см2.

Термостойкая гипсовая смесь (ТГС) - механичная смесь кремнезема с полугидрата кальция сульфата (гипсом). Прочность на сжатие через 2 ч после затвердевания составляет не менее 60 кгс/см2, термическое линейное расширение при твердении и нагреве до 700 - 800°С - 1,3-1,4%, что компенсирует усадку сплава.

"Аурит" и ТГС применяют для изготовления опок для отливки протезов из сплавов на основе золота.

"Силаур" - формовочная масса, состоящая из 70% кремнезема (А1203) тонкого помола и 25 - 30% автоклавированного крепкого гипса. Выпускают два вида этой массы.

"Силаур № 3-Б" содержит автоклавированный гипс и кремнезем. Его применяют для отливки мелких деталей повышенной точности (вкладки, полукоронки). Отличается мелкой дисперсностью частиц наполнителя.

 "Силаур № 9" содержит кремнезем и формовочный гипс. Предназначен для отливки деталей из сплавов, имеющих температуру плавления не выше чем 1000 - 1100°С. Как первую, так и вторую массы применяют для формования восковых моделей без облицовочного слоя. Массы замешивают с водой до сметано-подобной консистенции и заливают в форму литья. Время схватывания - 10-30 мин.

Применяют и другие формовочные массы на основе диоксида кремния (кристобалит) и гипса, в частности препараты "Експодент" (Чехия), "Дегувест Калифорния" (Германии).

Для изготовления литых деталей (когда большая точность не требуется) часто используют формовочные массы на основе гипса: 1) 1 часть чистого асбеста, 2 части гипса, 1 часть кремнезема в порошке; 2) 2 части тонкого речного песка, 1 часть гипса; 3) 1 часть гипса, 3 части кремнезема в порошке; 4) 4 части гипса, 2 части талька, 2 части мела, 1 часть песка. Массу замешивают с водой в резиновой чашке до сметанообразной консистенции, которой заполняют опоку.

Описанные выше формовочные массы применяют и для литья изделий из серебряно-палладиевых сплавов.

Фосфатные формовочные массы. Фосфаты, содержащие эти массы, по своему составу сходные с фосфат-цементов, применяемые в стоматологии. Во время смешивания оксидов металлов (алюминия, магния, цинка), которые входят в состав порошка, с жидкостью (ортофосфатна кислота) образуются фосфаты, которые прочно связывают зерна наполнителя формовочной смеси (кварц, кристобалит и др.).

Вследствие термической обработки фосфаты переходят из орто- в пироформу, которая проявляет большую термостойкость при температуре 1200-1600°С. Компенсационное расширение формы при использовании этих формовочных масс можно получить только за счет наполнителя (диоксида кремния).
Опоки из фосфатных материалов не имеют гигроскопичного расширения. Выжигать восковую модель необходимо при постепенном повышении температуры, чтобы избежать не только растрескивание формы, но и повреждение ее газовыми пузырьками, которые возникают при выгорании воска. К фосфатным формовочным массаам относятся "Силамин" и "Кристосил".

Из зарубежных фосфатных формовочных материалов чаще применяют "Вировест" (твердость - 140 Н/мм2), "Вироплюс" (твердость - 190 Н/мм2),
Бегостал" (термическое расширение - 2,45%), "Беллавест Т" с жидкостью для замешивания "Бегостал" (универсальный формовочный материал для литья из сплавов благородных металлов с высокой температурой плавления), а также замешиваемую на дистиллированной воде "Ауро-вест Софт" и "Дегувест Софт" (термическое расширение - 2,15%), безграфитний "Ауровест Б" (термическое расширение - 2,15%). Все эти материалы немецкого производства и предназначены для литья каркасов металокерамических протезов из сплавов благородных металлов.

Формовочные массы "Динамик" (Германия) и "Фудживест" (Япония) после затвердевания можно помещать в нагретую до температуры 800 °С ± 50°С печь, причем это не влияет на расширение и качество поверхности формовочного материала. Масса "Касторит супер Ц" рекомендованы для литья из сплава "Реманиум" (Германия). Указанные выше массы применяют для литья из сплавов с высокой температурой плавления.