Способ получения привитых сополимеров для базисов зубных протезов

 

Изобретение относится к способам получения привитых сополимеров бутилакрилата, метилметакрилата и аллилового эфира метакриловой кислоты, которые используют в качестве полимерной составляющей в композициях для базисов зубных протезов. Изобретение позволяет получить привитой сополимер, композиции на основе которого обладают повышенной ударной вязкостью и трещиностойкостью, что обеспечивает долговечность и повышенную износостойкость зубных протезов. Кроме того, упрощается технология их получения за счет исключения стадии выделения сополимера из латекса. Привитой сополимер получают эмульсионной полимеризацией бутилакрилата с аллилметакрилатом в присутствии эмульгатора и инициатора радикального типа с последующим добавлением к образующемуся латексу метилметакрилата (ММА), эмульгатора, инициатора полимеризации и дополимеризацией мономера до получения привитого сополимера и проведением в его присутствии привитой суспензионной полимеризации ММА с получением конечного сополимера с размером частиц 30 - 100 мкм. В качестве эмульгатора при получении сополимера бутилакрилата с аллилметакрилатом используют соли синтетических жирных кислот с числом углеродных атомов С₇ - С₉ и получают латекс с размером частиц 0,3 - 0,7 мкм, в качестве эмульгатора при получении привитого сополимера используют соль лауриновой кислоты и получают латекс с размером частиц 0,5 - 0,9 мкм, полученный латекс используют при суспензионной полимеризации, где в качестве диспергатора используют смесь гидроксипропилцеллюлозы (0,1 - 0,2 мас.%) и крахмала (2,5 - 5 мас.%), причем бутилакрилат берут в количестве 9,9 - 14,85 мас.%; аллилметакрилат 0,1 - 0,15 мас. %; метилметакрилат 85 - 90 мас.%. Композиции на основе привитого сополимера обладают ударной вязкостью 8,5 - 12 кДж/м², трещиностойкостью 2,5 - 3 мN/м^-3/2, разрушающим напряжением при статическом изгибе 110 - 118 МПа. 1 табл.

Изобретение относится к химии полимеров, а именно к способам получения привитых сополимеров бутилакрилата, метилметакрилата и аллилового эфира метакриловой кислоты, которые используют в качестве полимерной составляющей в акриловых композициях в базисах зубных протезов. Целью изобретения является повышение трещиностойкости и ударной вязкости базисов зубных протезов и упрощение технологии процесса. Композиция для базисов зубных протезов должна обеспечить функциональную полноценность протеза, долговечность. Долговечность и износостойкость зубных протезов определяется совокупностью физико-механических показателей (ударной вязкости и трещиностойкости композиции). Трещиностойкость материала характеризуется фактором интенсивности напряжения роста трещины, который определяется по методике двойного кручения с надрезом. П р и м е р 1. Синтез привитого сополимера бутилакрилата (9,9 мас.), метилметакрилата (90 мас.), аллилметакрилата (0,1 мас.). Стадия А синтез латексного эластомера. В реактор, снабженный мешалкой, трубкой для ввода азота и мерником для дозирования мономеров, а также обратным холодильником, загружают 3,5 г эмульгатора калиевой соли синтетических жирных кислот фракции С₂-С₉, 280 г дистиллированной воды, нагревают при перемешивании до 90^оС. В реактор приливают при перемешивании раствор инициатора (0,05 г в 20 мл воды), затем дозируют смесь мономеров: 99 г бутилакрилата (БА) и 1 г аллилметакрилата (АМА) в течение 2,5-3 ч. Проводят полимеризацию при 90^оС в течение 3-4 ч, затем поднимают температуру в реакторе до 95^оС и перемешивают реакционную массу при этой температуре 2 ч. Получают 400 г латекса с размером частиц 0,3 мкм, содержащего 25 мас. сухого вещества. Конверсия мономеров составляет 99,8% Стадия В синтез привитого сополимера в эмульсии. В реактор, оборудованный как для стадии А, помещают 400 г латекса, содержащего 100 г сухого вещества, 60 г дистиллированной воды, 1,3 г эмульгатора калиевой соли лауриновой кислоты, 30 г метилметакрилата (ММА). Реакционную смесь нагревают до 70^оС, затем приливают раствор 0,6 г персульфата калия в 30 г дистиллированной воды. Смесь перемешивают при 70^оС в течение 5 ч. Получают 520 г латекса с размером частиц 0,5 мкм, содержащего 25% сухого вещества. Конверсия мономеров 99,5% Стадия С синтез привитого сополимера в суспензии. В реактор, оборудованный как для стадии А, помещают 520 г латекса, полученного на стадии В, 1590 г дистиллированной воды, 870 г метилметакрилата, 43,5 г крахмала (5 мас.), 0,87 г гидроксипропилцеллюлозы (0,1 мас.), 4.35 г перекиси бензоила, 0,87 г лаурилмеркаптана. Полимеризацию проводят при 80-90^оС в течение 3-4 ч, затем температуру реакционной массы снижают до комнатной. Добавляют 0,00078 мас. аминосубтилена, перемешивают и оставляют на 15-20 мин. Затем реакционную смесь сливают на бязевый фильтр, промывают водой и сушат при 70-80^оС в течение 2-3 ч. Получают сополимер в виде бисера с размером частиц 75 мкм со степенью прививки 20% Физико-механические свойства базисных зубных протезов с полученным привитым сополимером приведены в таблице. П р и м е р 2. Получение привитого сополимера бутилакрилата (9,9 мас.), метилметакрилата (90 мас.), аллилметакрилата (0,1 мас.), Стадия А аналогична примеру 1, но берут 3 г эмульгатора калиевой соли синтетических жирных кислот фракции С₇-С₉. Стадия В аналогична примеру 1. Стадия С аналогична примеру 1, но только берут 1,74 г гидроксипропилцеллюлозы (0,2 мас.) и получают продукт в виде бисера с размером частиц 30 мкм со степенью прививки 25% П р и м е р 3. Получение привитого сополимера бутилакрилата (9,9 мас.), метилметакрилата (90 мас.), аллилметакрилата (0,1 мас.). Стадия А аналогична примеру 1, но берут 2.5 г эмульгатора калиевой соли синтетических жирных кислот фракции С₇-С₉. Стадия В аналогична примеру 1. Стадия С аналогична примеру 1, только берут 21,75 г крахмала (2,5 мас.), 1,74 г гидроксипропилцеллюлозы (0,20 мас.). Получают привитой сополимер в виде бисера с размером частиц 100 мкм и степенью прививки 29% П р и м е р 4. Получение привитого сополимера бутилакрилата (14,85 мас. ), метилметакрилата (85 мас.), аллилметакрилата (0,15 мас.). Стадии А, В и С аналогичны примеру 2, только берут 850 г латекса со стадии В и 1483 г дистиллированной воды. Получают сополимер в виде бисера с размером частиц 85 мкм и степенью прививки 25% П р и м е р 5. Синтез привитого сополимера бутилакрилата (11,88 мас.), метилметакрилата (88 мас.), аллилметакрилата (0,12 мас.). Стадия А аналогична примеру 1. Стадия В. В реактор, оборудованный как для стадии А, помещают 280 г латекса, содержащего 70 г сухого вещества, 60 г дистиллированной воды, 4,0 г эмульгатора калиевой соли лауриновой кислоты, 30 г метилметакрилата. Реакционную смесь нагревают до 70^оС, затем приливают 0,06 г персульфата калия в 30 г дистиллированной воды. Смесь перемешивают при 70^оС в течение 5 ч. Получают 400 г латекса с размером частиц 0,5 мкм, содержащего 25% сухого вещества. Конверсия мономеров 99,5% Состав сополимера указан в таблице. Стадия С аналогична примеру 1, только берут 710 г латекса, 1563 г дистиллированной воды. Содержание привитого сополимера и ММА 17 и 83 мас. соответственно. Получают сополимер в виде бисера с размером частиц 75 мкм и степенью прививки 20% П р и м е р 6. Синтез привитого сополимера бутилакрилата (14,85 мас.), метилметакрилата (85 мас.), аллилметакрилата (0,15 мас.). Стадия А аналогична примеру 1. Стадия В аналогична примеру 1, только берут 1,5 г калиевой соли лауриновой кислоты. Стадия С аналогична примеру 4, только берут 21,75 г крахмала (2,5 мас.), 1,31 г гидроксипропилцеллюлозы (0,15 мас. ). Получают сополимер в виде бисера с размером частиц 80 мкм и степенью прививки 20% П р и м е р 7. Синтез привитого сополимера бутилакрилата (14,85 мас.), метилметакрилата (85 мас.), аллилметакрилата (0,15 мас.). Стадия А аналогична примеру 1. Стадия В аналогична примеру 1, только берут 0,7 г калиевой соли лауриновой кислоты. Стадия С аналогична примеру 6, только берут крахмала 21,75 г (2,5 мас.). Получают сополимер в виде бисера с размером частиц 95 мкм и степенью прививки 20%
П р и м е р 8. Синтез привитого сополимера бутилакрилата (14,85 мас.), метилметакрилата (85 мас.), аллилметакрилата (0,15 мас.). Стадия А аналогична примеру 1, только берут натриевую соль СЖК фракции С₇-С₉. Стадия В аналогична примеру 1, только берут натриевую соль лауриновой кислоты. Стадия С аналогична примеру 6, только берут 0,87 г гидроксипропилцеллюлозы (0,1 мас.) и 32,1 г крахмала (3,5 мас.). Получают сополимер в виде бисера с размером частиц 80 мкм и степенью прививки 20%
П р и м е р 9. Синтез привитого сополимера бутилакрилата (14,85 мас.), метилметакрилата (85 мас.), аллилметакрилата (0,15 мас.). Стадия А аналогична примеру 1. Стадия В аналогична примеру 1, только метилметакрилата берут 91 г, латекса со стадии А 156 г, содержащего 39 г сухого вещества и 243 г дистиллированной воды. Получают латекс с содержанием сухого вещества 25%
Стадия С. В реактор, оборудованный, как для стадии А, помещают 1000 г латекса, полученного на стадии В, 1750 г дистиллированной воды, 250 г метилметакрилата, 12,5 г крахмала (5 мас.), 0,25 г гидроксипропилцеллюлозы (0,1 мас.), 1,25 г перекиси бензоила, 0,25 г лаурилмеркаптана. Полимеризацию и выделение сополимера проводят аналогично примеру 1. Получают сополимер в виде бисера с размером частиц 90 мкм и степенью полимеризации 21%
Физико-механические свойства базисов зубных протезов с полученными по примерам 1-9 привитыми сополимерами приведены в таблице.

Формула изобретения

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПРИВИТЫХ СОПОЛИМЕРОВ ДЛЯ БАЗИСОВ ЗУБНЫХ ПРОТЕЗОВ эмульсионной полимеризацией бутилакрилата с аллилметакрилатом в водной среде в присутствии эмульгатора и инициатора радикального типа до полной конверсии с последующим добавлением к образующемуся латексу метилметакрилата, эмульгатора и инициатора радикального типа, дополимеризацией мономера до получения латекса привитого сополимера бутилакрилата (29,7 - 76,2 мас.%), метилметакрилата (23 - 70 мас.%), аллилметакрилата (0,3 - 0,8 мас.%) и последующим проведением привитой суспензионной полимеризации метилметакрилата с получением конечного сополимера с размером частиц 30 - 100 мкм, отличающийся тем, что, с целью повышения трещиностойкости и ударной вязкости базисов зубных протезов и упрощения технологии получения целевого продукта, в качестве эмульгатора при получении сополимера бутилакрилата с аллилметакрилатом используют соли синтетических жирных кислот с числом углеродных атомов С₇ - С₉ в количестве 2,5 - 3,5 мас.%, считая на мономер, до получения латекса с размером частиц 0,3 - 0,7 мкм, в качестве эмульгатора при получении привитого сополимера используют 0,7 - 1,5% соли лауриновой кислоты до получения латекса привитого сополимера с размером частиц 0,5 - 0,9 мкм и проводят привитую суспензионную полимеризацию 50 - 87 мас.% метилметакрилата в присутствии 13 - 50 мас.% привитого сополимера в виде латекса, причем в качестве диспергатора используют смесь гидроксипропилцеллюлозы (0,1 - 0,2 мас.%) и крахмала (2,5 - 5 мас.%) до получения сополимера бутилакрилата (9,9 - 14,85 мас.%), метилметакрилата (85 - 90 мас.%), аллилметакрилата (0,1 - 0,15 мас.%).

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6