Akrilat esaslı UV ışınlarıyla sertleşebilen reçinelerin sol-jel tekniği ile modifiye edilerek diş dolgu malzemesi olarak kullanılması
UV curable acrylate-based resins that can modified by sol-gel process as a dental restorative material
Yazar: AYŞE MERT
Danışman: PROF. DR. ATİLLA GÜNGÖR
Marmara Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı / Organik Kimya Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2006
Konu: Kimya = Chemistry

Özet:
ÖZETAKR LAT ESASLI UV IŞINLARIYLA SERTLEŞEB LENREÇ NELER N SOL-JEL TEKN Ğ LE MOD F YEED LEREK DŞ DOLGU MALZEMES OLARAKKULLANILMASIGünümüzde kullanılmakta olan, UV ışınlarıyla sertleşebilen diş dolgu malzemelerindehidrolitik kararlılık ve akrilat kökenli yapılarına bağlı olarak sertleştirme sonrasıbüzülmelerden dolayı boyutsal kararlılık sağlanmasında sorunlar yaşanmaktadır. Bu durum,dolgunun dişe yapışmaması ve zaman içinde işlevini yapamadan düşmesine neden olmaktadır.Bu problemi halletmiş birkaç uluslar arası firma bulunmasına rağmen genel sorunlargüncelliğini korumaktadır. Söz konusu malzemenin geliştirilmesi ile sağlık gereçleri üretimiyapan birçok firma seramik malzeme üretimi sırasında oluşan gözle görülür küçük hatalarıntamiri yoluyla defolu olarak kullanılamayan malzemelerin kazanılmasında önemli bir tasarrufsağlanacaktır.Sol-jel yöntemi, metal-alkoksitlerin hidrolizi ve kondenzasyon mekanizması ilepolimerleşmesi(sol) ve bir inorganik ağ oluşturulması(jel), ardından inorganik ağın bağlıolduğu polimerize olabilen grupların termal ya da yüksek enerjili ışıma yardımıyla reaksiyonvermesine dayanır.Sol-jel yöntemi seramik materyallerin sol olarak hazırlanması, solün jelleşmesi vesolventin uzaklaştırılması metodudur. Sol, katı materyallerin bir likit içerisindeki kolloidalsüspansiyonu ile hazırlanır. Bu materyaller çeşitli organik ligandlarla çevrelenmiş metallerveya metaloidlerdir.Bu çalışmada metal alkoksiti olarak tetraetoksisilan(TEOS) sol-jel metoduyla asidikşartlarda hidroliz edildi. TEOS sol-jel yöntemi için çok uygun bir materyaldir. Düşükreaktivitesi hidrolizin takibini ve reaksiyonun kontrolünü kolaylaştırır. Sol-jel yöntemi ilehazırlanıp UV ışınları ile sertleşen materyaller %100 katı içeriğine sahip, daha düşük enerjitüketimine gereksinim gösteren, daha kaliteli ve en önemlisi çevre dostu materyallerdir.Organik polimer materyallerle kıyaslandığında, hibrit sol-jel yenileme materyalleri yüksekkimyasal ve mekanik dayanıklılık, yüksek optik özellikler, dental yüzeylere karşı daha iyiuyumluluk gösterirler. Bunların dışında hibrit malzemeler düşük su absorpsiyonu ve su buharıgeçirgenliğine de sahiplerdir.Epoksi akrilat oligomerler, epoksi oligomerlerin yüksek kimyasal dayanımları, kuvvetliyapışma özellikleri ve aşınma dayanımları ile akrilatların hava koşullarına karşı yüksekdayanımları ve yüksek optik özelliklerini bir arada bulunduran üstün nitelikli oligomerlerdir.Tüm bunların yanı sıra akrilatların ışığa karşı dayanımlarının yüksek oluşu bu türoligomerlerin UV ışınları ile çok daha kolay reaksiyon vermesine eden olmaktadır.Bu çalışmada UV-ışınları ile sertleşebilen üretan modifiye akrillenmiş siklo alifatikepoksi (A, Y, Ş, E) oligomerleri sentezlendi. Bu amaçla ilk adımda akrillenmiş siklo alifatikepoksi oligomeri sentezlendi, ikinci adımda ise oligomer üzerindeki oksiran(epoksi)halkalarının açılması ile oluşan hidroksil grupları değişik oranlarda IPTMS ile reaksiyonasokularak inorganik modifiye üretan epoksi akrilat oligomerleri elde edildi (organik faz).Bunun yanı sıra tetraetoksisilan(TEOS) uygun miktarlarda su, tetrahidrofuran(THF) ve p-toluensülfonikasit(TSA) ilavesi ile asidik şartlarda hidroliz edildi (inorganik faz). Daha sonraelde edilen farklı modifikasyon derecelerine sahip (A, Y, Ş, E) oligomerlerine, farklı orandaSi içerecek şekilde hidroliz edilmiş TEOS ve fotobaşlatıcı ilave edilidi(hibrit ağ). Buformülasyonlardan uygun miktarlarda cam kalıp üzerine dökülerek hazırlanan serbestfilmlere mekanik testler, TGA (Termal Gravimetrik Analiz), Si-NMR ve SEM analizleriyapıldı.Ayrıca formülasyonların her biri 3cm çapındaki teflon halka içinde soğuk akrilat olarakadlandırılan reçine içine gömülen boyuna kesilmiş arka küçük azı dişleri üzerine uygulanarakUV ışınları ile sertleştirildi. Böylece arka küçük azı dişlerinin kaplanmasıyla, dişin dışetkenlere karşı dayanımının iyileştirilmesi sağlandı.Hazırlanan hibrit malzemelerin, yüzey kaplama ve dolgu malzemesi olarak göstermişoldukları özellikler ASTM ve DIN standartlarına göre incelendi.Temmuz 2006 Ayşe MERT

Abstract:
ABSTRACTUV CURABLE ACRYLATE-BASED RESINS THAT CANMODIFIED BY SOL-GEL PROCESS AS A DENTALRESTORATIVE MATERIALEnvironment and public health concerns have forced the coating industry to developand produce bening restorative materials with low or zero volatile organic compound (VOC)emissions. With the effect of international environment protection deals, market of these kindof coatings is being increased %5-7 in each year.Sol-gel process depends on, formation of inorganic network with hydrolysis andcondensation of metal alkoxides followed by a reaction of polymerisable groups on inorganicnetwork with thermal or high energy radiation. The sol-gel process is a method to synthesizeceramic materials by preparation of a sol and removel of the solvent. The sol, a colloidalsuspension of solid materials in a liquid, is prepared from precurcors. These precurcors aremetal sor metalloids surrounded by various organic ligands.In this study the metal alkoxide tetraethoxzsilan (TEOS) is hydrolysis makes it possibleto follow and control the reactions. UV curable materials have 100% solid content, lowerenergy consumption, beter quality skills and cause less environmental pollution which aresythesize by the sol-gel process. Compared with organic polymer materials, the hybrid sol-gelrestorative materials also manifest some advantages such as low optical propagation loss, highchemical and mechanical stabilities as well as good compability with dental surface to berestorated. Besides that hybrid materials have low water absorption and water vaporpermeability.Epoxy acrylate oligomers due to epoxy functionality, have high chemical resistance,strongly adhesion and abrasion resistance, and due to acrylic functionality, have high opticalproperties, air conditions resistance.In this study, UV curable urethane modified cycloaliphaticepoxyacrylate oligomers(A,Y,Ş,E) was synthesized. In this oligomer, IPTMS was used for both synthesis of urethanegroups and hybrid materials. First of all, acrylated epoxy oligomer was synthesized and than -OH groups, which were formed by opening of oxirane ring on oligomer; were reacted withdifferent theoric ratios of IPTMS. However tetraethoxysilan(TEOS) was hydrolised under theacidic conditions by amount of H2O, THF and p-TSA:(Inorganic phase). Than standartmixtures that consist of different amount silica content, hexandioldiacrylate(HDDA),photoinitiator(ırgacure-184) with A,Y,Ş and E oligomers were prepared:(Hybrid Network).Free films obtained by pouring of these mixtures on a glass mold, for mechanical tests,TGA (Thermal Gravimetry Analyse), Si-NMR and SEM (Scanning Electron Microscopy)analyses were obtained. By this way, properties of these polymeric films as surface coatingmaterials are investigated with ASTM and DIN standards.July 2006 Ayşe MERT