Werkstoffe


Kunststoffe – Teil 3: Polymerisationsmechanismen

Der Polymerisationsablauf mit Kettenstart und Kettenwachstum kann unterschiedlich gestartet werden. Die in der Zahnmedizin und -technik verwendeten Kunststoffe unterliegen häufig dem Mechanismus der durch Radikale begonnenen Kettenreaktion.

  • Abb. 1: Ablauf der radikalischen Polymerisationsreaktion als Kettenreaktion.

  • Abb. 1: Ablauf der radikalischen Polymerisationsreaktion als Kettenreaktion.
    © Pospiech
Unter Radikalen versteht man sehr reaktionsfreudige Atome oder Moleküle, die ein ungepaartes Valenzelektron haben. In der Schreibweise der sogenannten Valenzstrichformel werden Radikale mit einem Punkt dargestellt, der das freie Elektron symbolisiert.

Abbildung 1 stellt das Prinzip der radikalischen Kettenreaktion dar. Es wird deutlich, dass zunächst einmal Radikale gebildet werden müssen, um die Kettenreaktion zu starten.

Radikalbildung

  • Abb. 2: Möglichkeiten zur Herstellung von Radikalen.

  • Abb. 2: Möglichkeiten zur Herstellung von Radikalen.
    © Pospiech
Radikale können durch unterschiedliche Prozesse entstehen. In Abbildung 2 werden die gängigen Verfahren aufgezeigt.

Bei der intraoralen Verwendung in der Zahnmedizin hat sich bei den meisten Kunststoffen die Lichtpolymerisation durchgesetzt, da sie auf eine zweite Komponente verzichten kann und besser steuerbar und kontrollierbar ist. In der Zahntechnik werden die drei ersten Verfahren der Abbildung 2 (Heiß-, Kalt- und Lichtpolymerisation) regelhaft angewendet.

Reaktionsabbruch

Die Kettenreaktion wird abgebrochen, wenn alle Radikale und/oder Monomere verbraucht sind. Bei der Polymerisation bleiben aber dennoch stets kleine Anteile von Monomeren zurück, die nicht gebunden und als Restmonomere bezeichnet werden. Diese können an die Umgebung abgegeben werden.

Da sie lokal toxisch wirken können, muss alles dafür getan werden, dieses zu verhindern bzw. die Restmonomere aus dem fertigen Werkstück schon vor der Eingliederung in die Mundhöhle zu entfernen. Bei PMMA- Prothesenkunststoffen hat sich zu diesem Zweck die Lagerung in Wasser bewährt.

Fortsetzung folgt.

Näheres zum Autor des Fachbeitrages: Prof. Dr. Peter Pospiech



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