Restauratieve THK – materiaalkennis
Les I – Atomen en Moleculen
PPT + les NIET cursus
1.1 Atomen en Moleculen
Atoom:
1. Aantal n0 en p+ (kern), fysisch gedrag: gewicht, radioactiviteit, smeltT, reactiegedrag…
2. Aantal e-: scheikundige gedrag
Elektronen
- Aantal = 2n²
- Vss energieniveaus, hoe verder van de kern hoe meer energie, hoe
meer binding met de kern
1.2 Bouw van de materie
- Zuivere atomen zijn zeldzaam (m.u.v. edelgassen), energietoestand is gunstiger in
molecuulverband
- Buitenste elektronenschil= valentie
- Gunstig energietoestand= verzadigde uiterste electronenschil (“edelgasconfiguratie”)
- 1-4 elektronen: neiging tot afgifte
- 4-8 elektronen: neiging tot opname
1.3 Reactiedynamiek
- Nodige activeringsenergie: in industriële processen optimaal te kiezen (druk, temperatuur
- In mond beperkt :
o T = lichaamstemperatuur, p = 1 bar
o Ook in andere biologische systemen (cellen, weefsels)
- Katalysatoren (chemische of enzymatische) -> reactie versnellen
1.3.1 Reactie
Vervaardigen van (delen van) restauraties en prothesen buiten de mond:
- druk en T kunnen hoog zijn
- alleen indirecte mogelijk (afdruk, scan, prefab…)
Keuze van materialen die bij lichtaamsT verwerkbaar zijn (vb Amalgaam)
Gebruik van reactieversnellers, compatibel met fysiologische omstandigheden
Soms ook vertraagd (verwerkingstijd)
1. reactiesnelheid
1ste orde: snelheid stijgt met tijd
1
,2. verwerkingstijd
Optimaal: verwerkingstijd
- working time
- verandert product nauwelijks van eigenschappen
(viscositeit, vloei…)
- gevolgd door snelle reactie (snap set)
- vb bij zenuwachtige patienten: zo snel mogelijk
3. elektronegativiteit
Hoe hoger ENW, hoe makkelijker reactie
1.4 Verschillende bindingen
Primaire binding
- covalent
- ion (zout)
- metaal
Secundaire binding
- H-bruggen
- VDW
- Dipers dipooleffect (London)
1.5 Covalente binding: macromoleculen en polymeren,
polymerisatiereacties
1.5.1 covalent
Door gemeenschappelijk gebruik van de valentie-elektronen wordt (bij
benadering) edelgas-configuratie bereikt
- Door e- te delen, kun je edelgasconfiguratie verkrijgen
- Ruimtelijke oriëntatie door orbitalen
- Symbool: een streep per valentie elektron
- Cl-Cl H-O-H O=C=O H-CC-H
- In organische chemie: macromoleculendoor -C-C-of -C=C-of -Si-Si-binding
- Binding is discreet (definieert aantal atomen)
o Preferentieel type binding bij laag verschil in ENW
o Mogelijk tussen gelijke elementen
o Kan gepolariseerd zijn (meest ENW partner trekt e- naar zich toe)
o Hangt af van aantal valentie – e-
1.5.2 organische scheikunde
- Term gelanceerd door Justus Liebig
- Chemie van het levende
- Gebaseerd op C, H, O, N, S
- Koolwaterstoffen, eiwitten, suikers, vetten, kunststoffen
2
,1.5.3 polymeer
- Samengesteld door aaneenschakelen van kleinere in beginne onafhankelijke moleculen
(monomeren)
o Veel natuurlijke stoffen
o Op maat ontwerpen: hoge/lage densiteit…
- Homopolymeer: alle monomeren identiek
- Heteropolymeer: vss monomeren
1. van monomeer naar polymeer
- C-C binding = stabiel, niet geschikt voor polymeervorming
- C=C binding kan reactie geven
(onverzadigd)
- Bepaalde zijgroepen verbeteren de
reactiedynamiek
2. Ketenvorming bij polymeren
- Polymeer kan een rechte keten zijn (bvb cellulose)
- De verschillende ketens kunnen onderling zijn verbonden (cross-linking)
- Daardoor neemt de stijfheid toe
- Monomeren met meerdan1 –C=C-binding kunnen met mekaar crosslinken
- Crosslinks kunnen ook ontstaan door specifieke functionele groepen (-SH, -NH2)
- Gecrosslink depolymeren smelten niet maar ontbinden onderwarmte
3. Polymeren in de thk
Afgeleid van natuurstoffen of synthetisch
- Prothesekunststoffen
- Afdrukmaterialen
- Composiet (KH gedeelte)
- Glasionomeercement (organisch gedeelte)
- Wortelkanaal vulmaterialen
- Wassen en (kunst-)harsen in de tandtechniek
4. Reactiedynamiek
- Koolwaterstoffen reageren niet altijd vlot
o Hoge T en p nodig
o Kan ook gebruik van katalysatoren
o Vb: PMMA in tandtechniek = warmpolymeriserend (in labo) in kokend water onder druk of
als “zelf hardend” tweecomponent systeem
3
, Activatie
Stap 1: initiator wordt geactiveerd => vrij e- wordt beschikbaar
Dubbele binding van O2
Initiatie
Stap 2: initiator (R●) geeft het elektron
door aan de C=C binding en reageert
ermee, het vrije elektron wordt
‘doorgegeven
Propagatie
Stap 2: het vrije e- wordt doorgegeven vd keten naar beschikbaar monomeer
- Monomeer wordt geradicaliseerd
- 1 stapje langer enzovoort enzovoort => tot opstijft, kneedbaar materiaal
o Als materiaal opstijft wordt de inwendige mobiliteit ook minder
Vrije radical additive: reactieterminatie
5. PMMA
= zelfpolymeriserend: aanpassing van gebit in mond, afdruk, ortho, frameprothese, labo, tijdelijke kronen
en bruggen…
Historisch: vulmateriaal voor caviteiten
Warmpolymeriserend
- Uitneembare prothesen
- Opbeetplaat
4
Les I – Atomen en Moleculen
PPT + les NIET cursus
1.1 Atomen en Moleculen
Atoom:
1. Aantal n0 en p+ (kern), fysisch gedrag: gewicht, radioactiviteit, smeltT, reactiegedrag…
2. Aantal e-: scheikundige gedrag
Elektronen
- Aantal = 2n²
- Vss energieniveaus, hoe verder van de kern hoe meer energie, hoe
meer binding met de kern
1.2 Bouw van de materie
- Zuivere atomen zijn zeldzaam (m.u.v. edelgassen), energietoestand is gunstiger in
molecuulverband
- Buitenste elektronenschil= valentie
- Gunstig energietoestand= verzadigde uiterste electronenschil (“edelgasconfiguratie”)
- 1-4 elektronen: neiging tot afgifte
- 4-8 elektronen: neiging tot opname
1.3 Reactiedynamiek
- Nodige activeringsenergie: in industriële processen optimaal te kiezen (druk, temperatuur
- In mond beperkt :
o T = lichaamstemperatuur, p = 1 bar
o Ook in andere biologische systemen (cellen, weefsels)
- Katalysatoren (chemische of enzymatische) -> reactie versnellen
1.3.1 Reactie
Vervaardigen van (delen van) restauraties en prothesen buiten de mond:
- druk en T kunnen hoog zijn
- alleen indirecte mogelijk (afdruk, scan, prefab…)
Keuze van materialen die bij lichtaamsT verwerkbaar zijn (vb Amalgaam)
Gebruik van reactieversnellers, compatibel met fysiologische omstandigheden
Soms ook vertraagd (verwerkingstijd)
1. reactiesnelheid
1ste orde: snelheid stijgt met tijd
1
,2. verwerkingstijd
Optimaal: verwerkingstijd
- working time
- verandert product nauwelijks van eigenschappen
(viscositeit, vloei…)
- gevolgd door snelle reactie (snap set)
- vb bij zenuwachtige patienten: zo snel mogelijk
3. elektronegativiteit
Hoe hoger ENW, hoe makkelijker reactie
1.4 Verschillende bindingen
Primaire binding
- covalent
- ion (zout)
- metaal
Secundaire binding
- H-bruggen
- VDW
- Dipers dipooleffect (London)
1.5 Covalente binding: macromoleculen en polymeren,
polymerisatiereacties
1.5.1 covalent
Door gemeenschappelijk gebruik van de valentie-elektronen wordt (bij
benadering) edelgas-configuratie bereikt
- Door e- te delen, kun je edelgasconfiguratie verkrijgen
- Ruimtelijke oriëntatie door orbitalen
- Symbool: een streep per valentie elektron
- Cl-Cl H-O-H O=C=O H-CC-H
- In organische chemie: macromoleculendoor -C-C-of -C=C-of -Si-Si-binding
- Binding is discreet (definieert aantal atomen)
o Preferentieel type binding bij laag verschil in ENW
o Mogelijk tussen gelijke elementen
o Kan gepolariseerd zijn (meest ENW partner trekt e- naar zich toe)
o Hangt af van aantal valentie – e-
1.5.2 organische scheikunde
- Term gelanceerd door Justus Liebig
- Chemie van het levende
- Gebaseerd op C, H, O, N, S
- Koolwaterstoffen, eiwitten, suikers, vetten, kunststoffen
2
,1.5.3 polymeer
- Samengesteld door aaneenschakelen van kleinere in beginne onafhankelijke moleculen
(monomeren)
o Veel natuurlijke stoffen
o Op maat ontwerpen: hoge/lage densiteit…
- Homopolymeer: alle monomeren identiek
- Heteropolymeer: vss monomeren
1. van monomeer naar polymeer
- C-C binding = stabiel, niet geschikt voor polymeervorming
- C=C binding kan reactie geven
(onverzadigd)
- Bepaalde zijgroepen verbeteren de
reactiedynamiek
2. Ketenvorming bij polymeren
- Polymeer kan een rechte keten zijn (bvb cellulose)
- De verschillende ketens kunnen onderling zijn verbonden (cross-linking)
- Daardoor neemt de stijfheid toe
- Monomeren met meerdan1 –C=C-binding kunnen met mekaar crosslinken
- Crosslinks kunnen ook ontstaan door specifieke functionele groepen (-SH, -NH2)
- Gecrosslink depolymeren smelten niet maar ontbinden onderwarmte
3. Polymeren in de thk
Afgeleid van natuurstoffen of synthetisch
- Prothesekunststoffen
- Afdrukmaterialen
- Composiet (KH gedeelte)
- Glasionomeercement (organisch gedeelte)
- Wortelkanaal vulmaterialen
- Wassen en (kunst-)harsen in de tandtechniek
4. Reactiedynamiek
- Koolwaterstoffen reageren niet altijd vlot
o Hoge T en p nodig
o Kan ook gebruik van katalysatoren
o Vb: PMMA in tandtechniek = warmpolymeriserend (in labo) in kokend water onder druk of
als “zelf hardend” tweecomponent systeem
3
, Activatie
Stap 1: initiator wordt geactiveerd => vrij e- wordt beschikbaar
Dubbele binding van O2
Initiatie
Stap 2: initiator (R●) geeft het elektron
door aan de C=C binding en reageert
ermee, het vrije elektron wordt
‘doorgegeven
Propagatie
Stap 2: het vrije e- wordt doorgegeven vd keten naar beschikbaar monomeer
- Monomeer wordt geradicaliseerd
- 1 stapje langer enzovoort enzovoort => tot opstijft, kneedbaar materiaal
o Als materiaal opstijft wordt de inwendige mobiliteit ook minder
Vrije radical additive: reactieterminatie
5. PMMA
= zelfpolymeriserend: aanpassing van gebit in mond, afdruk, ortho, frameprothese, labo, tijdelijke kronen
en bruggen…
Historisch: vulmateriaal voor caviteiten
Warmpolymeriserend
- Uitneembare prothesen
- Opbeetplaat
4
