Diş dolgusu için polihedral oligomerik silseskuokzan (POSS) esaslı nanokompozitlerin geliştirilmesi

Abstract

Fotopolimerizasyon, fotoaktif moleküllerin aydınlatılmasıyla oluşan reaktif türlerin vasıtasıyla gerçekleşen çevreye duyarlı bir polimerizasyon tekniğidir. Termal polimerizasyona göre fotopolimerizasyon tekniğinin, oda sıcaklığında yüksek hızda tepkime gerçekleştirilebilme, daha az enerji tüketilmesi ve çözücüsüz formülasyonların hazırlanabilmesi gibi bir çok üstün özellikleri vardır. Tepkimeye girecek formülasyondaki monomer ve diğer kimyasalları düzenleyerek tepkime sonrasındaki sertlik, renk, çözünürlük, geçirgenlik, yapışkanlık, elektriksel iletkenlik gibi malzemenin performansına etki eden özellikler kolaylıkla ayarlanabilmektedir. Bu noktadan hareketle, fotopolimerizasyon tekniğinin kullanımı, istenilen özelliklere sahip malzemelerin hazırlanmasında son derece etkin bir yöntem olacağından tercih edilmiştir.Nanokompozitler, sürekli bir polimer matris içerisine dağılmış en az bir boyutu 100 nanometreden küçük olan parçacıkları içeren heterofazlı kompozit yapılardır. Nanokompozit üretiminde kullanılan katkı maddeleri nanoyapılarına göre üç ana kategoriye ayrılmaktadır. Bunlar tek nanoboyutlu killer, iki nanoboyutlu karbon nanotüpler ve nanoteller, ve son olarak da üç nanoboyutlu silika, metal partiküller ve kuantum taneciklerdir. Özellikle 1.5 nm boyuta sahip küp şeklindeki polihedral oligomerik silseskuokzan (POSS) molekülleri çoğunlukla yüksek performanslı malzeme üretiminde tercih edilmektedir. Bu çalışmada dietanolamino fonksiyonlu POSS/kamforkinon fotobaşlatıcı sisteminin diş dolgusunda kullanımı irdelenmiştir. Görünür bölge ışığıyla uyarılmış kamforkinon molekülü POSS molekülü üzerindeki sekiz adet dimetilamino grubundan hidrojen kopartarak aktif radikaller üretilmesi sonucu radikal polimerizasyonu gerçekleştirilmiştir. Böylelikle POSS molekülleri hem başlatıcı hem de çapraz bağlayıcı rolü oynamıştır. Sonuç olarak dietilamino fonksiyonlu POSS molekülü, hem II.tip fotopolimerizasyonda başlatıcı, hem çapraz bağlayıcı hem de takviye edici olmasıyla nanokompozit diş dolgusu başarıyla hazırlanmıştır. Elde edilen malzemlerin yapıları FT-IR spektroskopi, termogravimetrik ve geçirimli elektron mikroskobu gibi değişik analiz yöntemleriyle aydınlatılmıştır.

Photopolymerization is an environmentally sensitive polymerization technique which takes place by means of reactive species formed by the irridiation of photoactive molecules. The photopolymerization technique with respect to thermal polymerization has many superior properties such as reaction at room temperature, less energy consumption and preparation of solventless formulations. Properties affecting the performance of the material such as hardness, color, solubility, permeability, tackiness, electrical conductivity after reaction can be easily adjusted by regulating the monomer and other chemicals in the formulation to react. From this point, the use of the photopolymerization technique has been preferred because it is an extremely effective method for preparing materials having desired properties.Nanocomposites are heterophasic composite structures comprising particles that are at least one dimension smaller than 100 nanometers dispersed in a continuous polymer matrix. The additives used in nanocomposite production are divided into three main categories according to their nanostructures. These are single nanostructured fillers, two nanosized carbon nanotubes and nanowires, and finally three nanosized silicas, metal particles and quantum particles. Polyhedral oligomeric silsesquioxane (POSS) molecules, especially in the form of a cube with a size of 1.5 mm, are often preferred for high performance material production. In this study, the use of diethanolamino functional POSS/camphorquinone photoinitiator system in dental fillings has been examined. The radical polymerization of the active radicals was carried out by removing hydrogen from the eight dimethylamino groups on the camphorquinone molecule POSS molecule, which is induced by visible region light. Thus, POSS molecules play both a photoinitiator and a cross-linker role. As a result, the diethylamino-functional POSS molecule has been successfully prepared as a nanocomposite toothpaste both as initiator in II type photopolymerization, as a crosslinker and as a reinforcer. The structures of the obtained materials are clarified by different analysis methods such as FTIR spectroscopy, thermogravimetric and transmission electron microscopy.