Teoretické základy lepené-ho spoieěást l.: Adheze' koheze' deformačnívlastnosti adheziva.

souborný řeferát.

Bemardová, M., špidlen, M.klinika ortopédickéstomatologie LFUP olomoucpřednosia PřoÍ' MUDr. Miroslav Ebeř, csc.

Souhrn.

Jsou popsány základní principy, lderé se uplatňujív konstrukci lepeného spoje a probrány příčiny' lderéovlivňují mechanismy podflející se na pevnosti adhe-zivního spojení'

Summary.

The basic principles in construction oÍtheadhgsiveconnection are described. The Íeasons oÍ stiÍfness thisconnectiion are discused.

Klíčová slova.

Adheze. koheze, adsorbce' lepený spoj.

Úvod.

Mnoho neúspěchů pň lepenía spráVném situováníonodontických zámků ý praxi pochiEí z nedodženízákladních principů připojení polymeru ke skloviněa pravidel umístění zámku na zub tak, aby byl V sy-stemu straight Wire Využit system zabudovaný V těleči dráŽce zámku' Je dúleŽilé siuvědomit, že V postu-pech na adhezivníúpřavu skloviny, přÍDadně baze zá-mku, v postupu přípravya aplikacíadheziva, VdodrženíÍáze tuhnutím adheziVa neexistujídílčíoperace, V nichžby se ošetřujícímohl dopustit chyby bez vaŽných ná-

sledků na pro pevnost připojení zámku. Nedostatekpřesnosti při umÍstění zámku nás nutí k dodatečnýmúpravám V postavénÍjednotlivých zubů V závěru léčbykompensačním Whnutím oblouku nebo přelepenímzámku, které zb},teóně prodlužují léčbu a Zvyšují fi-nanční nároky. ortodontické zámky stejnějako adhe-ziVnímůstky a dlahy představujíz konstrukčního hledi-ska lepený spoj' Pevnost lepeného spoje je funkcí ad-heze, koheze a defornačních Vlastnoslí adheziva'Základní teoretické znalosti těchto mechanismů jsoupředpokladem úspěšného lepeného spoje.

AdhezeAdhezeje deÍinovánajako přitaž|ivá síla mezi atomy

a molekulami povřchových ploch různých materiálů'lderé jsou V těsném kontaldu. Přitažlivé síly existujímezi Všemi atomy a molekulami a způsobují sou-džnost materiáh].

síly adheze jsou Íůzně Veliké.' Rozdělují se na dvazákladní typy, chemické a fýzikální (Buonocorel975). chemické síly se dělí na přimárnía sekundární.Mezi pňmárníchemické Vazby palřívazba iontová, ko-valentní, koordinační a kovová.

Jako sekundámí Vazebné si]y se uplatňují dipóloVé'indukované a dispérznísily. Je me7Íné 2ahrnován :Vo-dí]ov\i můstek. Význam primářních a sekundárníchvazeb pro adhezi a kohezi si můžeme ozřéjmit z Mar-kova srovnání (í962), ldery' uvádí, Že pevnostní cha-rakleristika jedné chemické Vazby zastoupí 100 va-zeb Van deř Walsových nebo 10-20 vodfto\ry'chmůstků

Adheze, kteřá má příčinujv uvedených silách, býVánazývána specif ickou adhézí.

Druhýtyp je nazýván mechanickou adhezí protoŽeje podmíněn přev.ižně mechanickými faktory. Adhezeje zajištěna mechanicky vyplněním povrchových ne-rovností adheřendu adheziVem. Na úrovni míkrostruk-tur je dokonalé vyplnění povrcho\^ých nerovností ad-herendu záležitostí uvedených sekundámích sil mole-kulární přitžlíVosti. Prakticky se na pevnostiadhezivního spoje podíléjí oba mechanismy, aleV konkrétních případech jeden z nich dominuje.

základním předpokladem pro adhei jsou dvékriteia:'1. Tekuté adhezivum musí smáčet povrch adherentu

a b:ít lak s ním v těsném kontaktu.2. Adhezivum musísVé kapa|né skupenstvízměnit Ve

skupenství pevné bez Velké kontrakce.(Lee a orlovski 'í974).

TěsÚ kontakt mež adherentem a adhezivemzávisí:1. Na Velikosti povrchové energie' ldera je v přmésou-

vislosti s chemiclqim složením adheziva.

2. Na drsnosti povrchu a stupni nepravidelnosti po-

vrchu adheÍendu.

3. Na Viskozitě tekutého adhezivaajeho povrchovém

napětí.

4. Adhezivllm a adherend musíbýt homopolární'

Adhezivní pevnost lepeného spoje atím iVznik ad-

hezivních poruch ovlivní pod|e Peterky (1980) z 90 %

kvalila úpřavy adherendu. Zbývajících '10 % adhe-zivní pevnosti závisí na kvali1ě adheziva.

smáčivostmák|íčovou pozicivadsorbčníleoriiad-heze (Eick et al. 1972).

smáčivost je projevem molekulárních přilažlivých

sil. lúolekuly uvnjtř pevné látky jsou obklopeny okol-ními molekulami' na které působí přitažlivé síly zeVšech s'iran, ajsou prolo V silové rovnováze. MolekulyV oovrchovýcl" vrstvách pevrých'átek jsou z hlediskap;tenc'alní energie v jiném energetickém stavL než

molekuly pod povícheÍn. Působí na ně přitžlivé síly,

V důsledklr kte4'ch příslušítéto Vrstvě povrchováener-gie.

Povrchové plochy pevných látek proto mohou Vy-

kazovat přitažlivé síy kjiným látkám (smáčivost), způ_

sobené nevyváženými silami povíchu. cetné materiály

pak jeví snal^u neutraliŽovat sve síly absorpcí ci7íchatomů a molekul' mají Vysokou povrchovou ene'gll.Naopak materiály, u nichŽ jsou síly mezi atomy Vyvá-

ženy, nejeví žádné povrchové síly, mají n2kou po-

vrchovou energii.

základním předpokladem pro smáčení povrchu ad-heréndu adhezivem je hodnota povrchové energie'

Kerá musí b}'t u adherendu větší než u adheziva'schopnost povrcho!ých ploch vstupovat s látkami

z okolí do reakce se označuje jako sorbční chování(Brockmann, Habenicht 1 986).

Také adheziýní poďupy ňaií základ v soíbéníchjevech. v prtncipu ie třeba íozlišoýat podle Habeni'chta tyto sorbční iew:1. Absorbce: Vnikání iekutin, plynů a péVných látek.

Pro lepenínemá Význam mimo nutnost absorbova-nou vrstvu odstranit.

2. Adsorbce: nahromadění lálek V hraničních plo-

chách pevných nebo tekutých látek'

A. Fyzikálně: kdy Vznikají revee ibilní me7imolekulárnívazby' U zúčastněných atomů nedocházÍ k vý-měně eleldronů, tzn. Že zúčaslnění partneři se ne-měníVe své chemické podstatě.

B' chemicky: Ve smyslu iřeverzibilních Vazebnýchvaahů k povrchovým atomům pevných látek nebokapalin dojde ke Vzniku odpovídající chemickévazby V molekulách.

l6

Důkaz o přítomnosti chemichých Vazeb podal zorellV roce 1978 sv'ým absorbčními a desorběními pokusy'

Adsořbční pokusy s radioa}divně označenými lepidly

Drokázalv' Že 3o-5o % sorbovaných molekul lepidla

nebylo moŽné desorbovat a byly označeny Za che-

micky soÍbované.Radiograficky chemisorbovanou vrstvu zkoumal

Brockmann (1975). Tloušťka chemisorbované Vrslvy

závisí na povrchové úpravě. Kromě mezimolekulár-ních sil má chemisorbce podíl na tvorbě adhezivnísilV. Technickýmiprostředky ji nelZe měřit' proto se na-

z'jvá existuiíciadheznr slla. obecně plati' Že kow, při-

násejíci vyšote podny chemisorbce' majitaké dobré

adheziVní Vlaslnos'ti (Habenicht 1 986).

Kontrakce adheziva púsobí negativně na jeho spoj

s adherendem. V někteÚch případech se Však můŽe

i podílel na pevnosti spoje.

Koheze.

Kohéze je molekulárnípřitažlivost působenáshod-nýmisilamiiako adheze.Tyto síly působi mezi stejnymi

motexulami léhoŽ materiá|u. Jéjich hodnota souvisí

u kapalin s viskozitou.U polymeru kohezivnísílynarůstajíběhem polyme_

řace. S růstem Viskozity se prodlužuje doba potřebná

k Wplněni nérovností' Mar'nello (1991) upo7orňuje'

Že -prodlouŽentm

doby m'chání kompolitu vznjstáieho viskozita' lderá má paK negatiVní vliV na pokMí'plocnv

spoje' stejná situace nastane při nédodženímístcího poměru nebo při opoždéne aplikaci koÍnpo-

zitu.Při Včasné aplikaci přotéká kapalná sloŽka části

cemi plniva. K tomu nemůže dojít, jestliže je jiŽ vlivempolymerace silně zvýšená Viskozita kapaliny'

Kohezní pevnost lepeného spoje je funkcíhustotya oruŽnosti adheziva. Kohezni pevnost Vrstvy lnacnézávisi na jeji porozitě' na tloušťce VrsŤvy a tim ina kva-

litě adheziva' s tloušťkou vrstvy roste pravděpodob-

nost porozity' Na kohezní poruše lepeného spoje se

Účastni kvalita adheziva, nedodženl mísíciho po-

měru, chudý spoj (oslen 1974), porozita a bubliny

v adhezivu. Negativní Vliv na kohezivní péVnosl má

i nepatmá pohyblivost jednotli\^ých čáslíspoje běhemgelovatění adheziva.

Deío nn a č n í ý la st n osti a d h ez i ý a.

statické a dynamické namáhánímateriálu trvale pů-

sobící silou má za následek Vznik vnitřního napětI Jes_tliŽe je působÍcí sílaVětší než přitažliVé síy mikočástic'měnitěleso svůjtvar a deÍormuje se (Bittner 1989, Pe-

terka 1980). Do uřčitého zatÉenÍ je deformace do_

časná neboli elastická. s růsÍem napětí až přes mezpružnosti zůstává v materiá|u deÍormace třValá' Další

zvyšován í zatižen í přes Velikost meze píužnosti vedek přetžení materiálu.

U ortodontických zámků, s'tejně jako L] adhezivníchnáhrads litou kovovou kostrou deformace kovÚ po zá-těŽi VWolá deformace adhez'Va' Defořmace v přeplá_

tování je V důsledku nerovnoměrného řozdělenÍ na-pětí nerovnoměrná' Příčinou nerovnomémého napětív adhezivu je polymerační kontrakce. Část kon-

trakce, která nastane před zfu]hnutím adheziva, ne-

ovlivní nepříznivé napělí. Podstatná část kontrakcenastane až po stuhnutí adheziva aje příčinou zbytko-Vých napětív nezatíženém spoji (Peteřka 1980' Gut-schow 1992).

Po zatížení spojé Vlivem nerovnoměmé defořmacekovu dojde k rozdílné defořmaci adheziva. Nejvyššínapětí' tzv. špička napětíadheziva, je na konci přeplá_

továníasouvisís délkou obnažené hrany (Marinello etal. 199o)'Tato skutečnost můŽe mílza následek odlu-pování kovoVého adherendu. VrcholoVá napětí se stá-vaiíVýchozím bodém pro vznik mikrotrhlin. Při střídánízátěžíVe Vlhkém prostředí Vedou k makrotrhlinám ažke zIrátě spojové pevnosli.

N/imo popsané Vlivy pevnosl spoje ovlivní i procesystárnutí polymeru a kompozitu, které mohou reduko-Vatjejich pevnost v dutině ús'tní.

lúeziVlivy, které majízásadní\^iznam, je nulno po-

čítat Vliv tepla' světla, sorbce a desorbce vodyaVšechny Vlivy prostředí, které způsobujíkorozi adhe-ziva {Komrska 1991).

Liteřatura'1' Beřnardová,lú., Eber,M.: Klinické zhodnocéní ná-

hrad podle Rochetta, Prakt. zub. Lék., 29, 1981' s.244-248.

2. Bernardová,lú., ŠteÍková,M.: Rochettova náhradajako retence ortodontické léčby' Čs. Slomat., 82'1982,3, s. 196-200.

3. B ittner,J.: Protetická téchnologie. lnstitut pro dalšívzděIáVání slředních Ždíavotnických pracovníkův Brně' 1989'

4. Brockmann'W.: Untersuchungen von Adhásion-svorgangen zwischen Kunstoffen und lvletallen Ad-hásion' 19' 1975,4.

5. Buonocore.M.G.: The use of adhesivés in dentis-1ry. chařles Thomas Publisher, Ed.1., springfels, ll-

linois, 1975, s.450.

6. Eber'M.: Výplňové kompozitní materiáIy' Habili-tační práce., olomouc, 1 978.

7. Eber,M', Bernardová,M., Zajíěek,V.: Adhezivnímůs'tky a dentinosklovinná adheziva. Prakt' zub'Lék.,42, 19s4' s' 12_16.

8. Eick,J.D., Johnson, L.N., Fromer' J.R , Neumann,

A.W.: suÍface topoqraphy: lts iníluence on wettingand adhasion in a dentaladhesive system J Dent'

Bes., 51, 1972, s. 780-788.

9. Gutschow,F.: lJntersuchungen und Uberlegun-gen zur optimierung Von Adhásivbruckenankern'ZWR, 101, 1992, s. 17-23.

10. Habenicht,G.: Kleben Grundlagen TechnologieAwendungen Springer- Verlag Berlin' 1986'

1 1 . Komrska,J.: Materiály pro protetickou stomatolo-gii- lnstitut pro další vzděláVání přacovníků Ve zdra-

votnictví, Brno, 1991, s' 12'1.

12. lúarinello, c.P., scharer,P.: ParodontalzustandVon AdhásivbrŮckenpfeilern. Dtsch. zahnalzl|,z''45, 1990, s.621-624

13' Mar;netlo'c.P.: Adhásivprothetik. Klinische und

materialkundliche Aspekle. Habilitationsschriftender Zahn- lv]und- und KieÍerheilkunde' Quintes'senz, Berlin, 1991.

14. Mark,H.F.: Adhesion and Cohesion (Edited by

Weiss P.), New York, Elservier Publ. Compl , 1962,

s. 286.

15. osten.M': Lepeníplastických hmot'Vyd.2.-opra-Vené, SNTL, Praha, 1974, s. 150'

16. Peterka'J': Lepení konstřt]kóních materiálů ve

strojíenství' Vyd.1., Přaha, SNTL, 1980' s. 788'