Pre-tensioning method for production of fiber-reinforced composite poles for root canal posts
Mark, Hanna (2013)
Mark, Hanna
Turun ammattikorkeakoulu
2013
All rights reserved
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-201305107600
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-201305107600
Tiivistelmä
Työssä valmistettiin kokeellisia lasikuituvahvisteisia komposiittitankoja, joita on tarkoitus käyttää myöhemmin juurikanavanastojen valmistukseen. Juurikanavanastoja käytetään hammashoidossa suurten hammaskudosvaurioiden korjaamiseen. Valmistettujen tankojen mekaanisia ominaisuuksia tutkittiin kolmipistetaivutustestin avulla. Tangoista määritettiin taivutuslujuus, maksimivoima, kimmokerroin ja työ, joka tarvitaan tangon murtamiseen.
Käytetyt materiaalit ovat yleisesti hammaslääketieteessä käytettäviä materiaaleja. Matriisihartsi koostuu Bis-GMA- ja TEGDMA –monomeereista, sekä kamforikinonista ja DMAEMA:sta, jotka mahdollistavat seoksen polymeroinnin valon avulla. Lisäksi työssä sovellettiin esijännitystekniikkaa, jossa lasikuituvahvisteet asetetaan painojen avulla esijännitykseen ja matriisihartsi polymeroidaan niiden ympärille. Esijännityksen purkaminen luo materiaaliin pienen, vahvistavan puristusjännityksen. Tangon muoto saatiin aikaan pakottamalla hartsilla impregnoitu, esijännitetty lasikuitunippu kulkemaan pyöreän suuttimen läpi. Työssä testattiin myös kuumentamalla tehtävän jälkipolymeroinnin vaikutusta valmistettujen tankojen mekaanisiin ominaisuuksiin.
Työtä varten oli suunniteltu ja valmistettu erikoislaite. Laite mahdollistaa 3-17 kg:n esijännityksen, useita eri veto- eli polymerointinopeuksia, säädettävän polymerointivalon intensiteetin, erikokoisten suuttimien käytön ja jälkipolymeroinnin uunissa aina 150 °C asti.
Työn perusteella ei voitu yksiselitteisesti osoittaa esijännityksen merkitystä tankojen vahvuuteen. Tuloksissa on kuitenkin havaittavissa huippukohta, joka saattaa viitata mahdolliseen optimijännitykseen. Hidas vetonopeus mahdollisti pidemmän polymerointiajan ja se paransi mekaanisia ominaisuuksia. Polymerointivalon käyttämisellä maksimi-intensiteetillä taas vaikutti olevan päinvastainen vaikutus. Jälkipolymerointi osoittautui tulosten perusteella tärkeäksi osaksi tankojen valmistusprosessia. Taivutuslujuudeltaan vahvin tanko saatiin käyttämällä alhaista valon intensiteettiä, hidasta veto/polymerointinopeutta, 10 kg esijännitystä, 2,7 mm suutinta ja jälkipolymerointia 120 °C:ssa 1 h ajan.
Menetelmän avulla voidaan valmistaa komposiittitankoja, joita voidaan käyttää juurikanavanastojen valmistukseen. Sorvausmenetelmä vaatii kuitenkin vielä kehitystä, eikä tangoista saatuja tuloksia voi suoraan verrata mihinkään markkinoilla olevaan tuotteeseen. Työssä selvitettiin kuitenkin menetelmän tärkeimmät parametrit, joita voidaan käyttää jatkokehityksessä.
Käytetyt materiaalit ovat yleisesti hammaslääketieteessä käytettäviä materiaaleja. Matriisihartsi koostuu Bis-GMA- ja TEGDMA –monomeereista, sekä kamforikinonista ja DMAEMA:sta, jotka mahdollistavat seoksen polymeroinnin valon avulla. Lisäksi työssä sovellettiin esijännitystekniikkaa, jossa lasikuituvahvisteet asetetaan painojen avulla esijännitykseen ja matriisihartsi polymeroidaan niiden ympärille. Esijännityksen purkaminen luo materiaaliin pienen, vahvistavan puristusjännityksen. Tangon muoto saatiin aikaan pakottamalla hartsilla impregnoitu, esijännitetty lasikuitunippu kulkemaan pyöreän suuttimen läpi. Työssä testattiin myös kuumentamalla tehtävän jälkipolymeroinnin vaikutusta valmistettujen tankojen mekaanisiin ominaisuuksiin.
Työtä varten oli suunniteltu ja valmistettu erikoislaite. Laite mahdollistaa 3-17 kg:n esijännityksen, useita eri veto- eli polymerointinopeuksia, säädettävän polymerointivalon intensiteetin, erikokoisten suuttimien käytön ja jälkipolymeroinnin uunissa aina 150 °C asti.
Työn perusteella ei voitu yksiselitteisesti osoittaa esijännityksen merkitystä tankojen vahvuuteen. Tuloksissa on kuitenkin havaittavissa huippukohta, joka saattaa viitata mahdolliseen optimijännitykseen. Hidas vetonopeus mahdollisti pidemmän polymerointiajan ja se paransi mekaanisia ominaisuuksia. Polymerointivalon käyttämisellä maksimi-intensiteetillä taas vaikutti olevan päinvastainen vaikutus. Jälkipolymerointi osoittautui tulosten perusteella tärkeäksi osaksi tankojen valmistusprosessia. Taivutuslujuudeltaan vahvin tanko saatiin käyttämällä alhaista valon intensiteettiä, hidasta veto/polymerointinopeutta, 10 kg esijännitystä, 2,7 mm suutinta ja jälkipolymerointia 120 °C:ssa 1 h ajan.
Menetelmän avulla voidaan valmistaa komposiittitankoja, joita voidaan käyttää juurikanavanastojen valmistukseen. Sorvausmenetelmä vaatii kuitenkin vielä kehitystä, eikä tangoista saatuja tuloksia voi suoraan verrata mihinkään markkinoilla olevaan tuotteeseen. Työssä selvitettiin kuitenkin menetelmän tärkeimmät parametrit, joita voidaan käyttää jatkokehityksessä.