Когезия

Как травят дентин

Японский стоматолог Фузаяма 39 лет назад первым в истории применил методику протравливания дентина. Сегодня перед процедурой на ткани зубов наносят специальные кондиционеры – они помогают гидрофильным веществам глубже проникать в дентинные ткани и сцепляться с водоотталкивающим композитом. Смазанный слой при этом отчасти уходит, происходит раскрытие дентинных канальцев, а из верхнего слоя выходят минеральные соли. После этого кондиционеры смываются водой. Следом идет этап сушки, и с этим главное не переусердствовать, иначе это скажется на сцеплении.

Далее наносится праймер, который помогает гидрофильным веществам пройти в канальцы и сцепиться с коллагеновыми волокнами. В итоге образуется своего рода гибридный слой, который способствует эффективному скреплению композита с дентином. Он также служит барьером от просачивания химии и микробов во внутренние структуры зуба.

Как измеряется адгезия?

Технология измерения адгезии, способы испытания, а также все показатели прочности соединения материалов указаны в следующих нормативах:

• ГОСТ 31356-2013 — шпаклёвки и штукатурки;
• ГОСТ 31149-2014 — лакокрасочные материалы;
• ГОСТ 27325 — ЛКМ к дереву и т.п.

Способ определения адгезии лакокрасочных покрытий методом решётчатого надреза

Если раньше адгезионные характеристики материалов можно было измерять только в лабораторных условиях, то на данный момент существует множество приборов, которые можно использовать непосредственно на строительной площадке. Большинство методов измерения адгезии, как «полевых», так и лабораторных связаны с разрушением внешнего, покрывающего, слоя. Но есть несколько устройств, принцип действия которых основан на ультразвуке.

Таблица классификации результатов испытания лакокрасочных материалов

Нож адгезиметр. Используется для определения параметров адгезии методом решётчатых и или параллельных надрезов. Применяется для лакокрасочных и плёночных покрытий толщиной до 200 мкм.

Нож адгезиметр, модель Константа-КН2

Пульсар 21. Устройство определяет плотность материалов. Используется для выявления трещин и расслоений в бетоне как штучном, так и монолитном. Существуют специальные прошивки и подпрограммы, которые по плотности прилегания, позволяют определить прочность адгезии штукатурок различных типов к бетонным поверхностям.

Ультразвуковой измеритель адгезии, Пульсар 21

СМ-1У. Используется для определения адгезии полимерных и битумных изоляционных покрытий методом частичного разрушения – сдвига. Принцип измерения основан на выявлении линейных деформаций изоляционного материала. Как правило, применяется для определения прочности изоляционного покрытия трубопроводов. Допускается использование для проверки качества нанесение битумной гидроизоляции на строительные конструкции: стены подвалов и цокольных этажей, плоские крыши и т.п.

Адгезиметр СМ-1У

Что такое адгезия в строительстве?

Строительный мир зависит от множества физических явлений и свойств, которые являются основой для грамотного соединения материалов различного вида и фактуры. Именно адгезия отвечает за соединение различных веществ между собой. С латинского языка слово переводиться как «прилипание». Адгезия может измеряться и иметь разные значения, в зависимости от поведения молекулярных сеток разных веществ и материалов между собой. Если речь идет о строительных работах, то здесь адгезия часто выступает как «смачиватель» между материалами за счет воды или влажных работ. Это может быть грунтовка, покраска, цемент, клей, раствор или пропитка. Значение адгезии значительно снижается, если происходит усадка материалов.

Строительные работы напрямую связаны с проникновением веществ и материалов друг в друга. Наглядно и быстро увидеть данный процесс можно при малярных обработках, изоляционных техниках, сварочных и паяльных работах. В результате мы видим быстрое прилипание или сцепление материалов между собой. Происходит это не только из-за грамотного проведения работ и профессионализма работников, но и адгезии, которая является основой для связующих молекулярных сеток разных веществ. Понимание этого процесса можно проследить во время перерывов при заливании бетонных конструкций, лакокрасочных работах, посадке декоративной плитки на цемент или клей.

Как её измеряют?

Величина сцепления адгезии измеряется в МПа (мега Паскаль). Единица МПа измеряется в прикладываемой силе в 10 килограмм, которая давит на 1 квадратный сантиметр. Чтобы разобрать это на практике, рассмотрим случай. Клеящий состав в характеристике имеет обозначение в 3 МПа. Это означает, что для приклеивания определенной детали, на 1 кв. см нужно использовать силу или приложить усилие равно 30 килограммам.

Что влияет на неё?

Любая рабочая смесь проходит через различные этапы и процессы, пока полностью не проявит свои заявленные производителем свойства. Пока она схватывается, адгезия может меняться из-за физических процессов, происходящих при высыхании. Также немаловажную роль играет усадка растворной смеси, в результате чего контакт между материалами растягивается и появляются усадочные трещины. В результате такой усадки сцепление материалом между собой на поверхности ослабевает. Например, в реальном строительстве этого хорошо видно при контакте старого бетона с новой кладкой строительных смесей.

Как улучшить свойства?

Многие строительные материалы и вещества по своей природе не имеют возможность сильно схватываться друг с другом. У них разный химический состав и условия образования. Для решения этой проблемы в ремонтных и строительных работах давно припасен целый арсенал техники хитростей, которые помогают улучшать адгезию между материалами. Чаще всего речь идет о целом комплексе работ, которые требуют временных и физических затрат.

https://youtube.com/watch?v=Zz0gRjM8rVs

В строительстве применяют сразу три способа для улучшения адгезии. К ним относят:

• Химический. Добавление в материалы специальных примесей, пластификаторов или добавок для получения лучшего эффекта.
• Физико-химический. Обработка поверхностей специальными составами. Шпаклевка и грунтовка относится к физико-химическому воздействию на «прилипание» материалов друг к другу.
• Механический. Для улучшения сцепления применяют механическое воздействие в виде шлифовки для появления микроскопических шероховатостей. Также применяют физическое нанесение насечек, абразивную обработку и устранение пыли и грязи из поверхности.

Адгезия основных строительных материалов

Рассмотрим детально, как реагируют материалы друг на друга, которые применяются при строительстве чаще всего.

• Стекло. Хорошо контактирует с жидкими веществами. Показывает идеальную адгезию с лаками, красками, герметиками, полимерными составами. Жидкое стекло прочно фиксируется с твердыми пористыми материалами
• Дерево. Идеальная адгезия происходит между деревом и жидкими строительными веществами – битумом, красками и лаками. На цементные растворы реагирует очень плохо. Для связывания дерева с другими строительными материалами используют гипс или алебастр.
• Бетон. Для кирпичей и бетона главной составляющей успешной адгезии выступает влага. Для получения хорошего результата поверхности необходимо все время смачивать, а жидкие растворы использовать на основе воды. Хорошо реагирует на материалы с пористой и шероховатой структурой. С полимерными веществами контакт происходит значительно хуже.

Заключение:

Адгезив стоматологический single bond universal 41266

Универсальный адгезив для работы в различных техниках: тотального протравливания, селективного протравливания и самопротравливания, как при прямых, так и непрямых реставрациях.

Уникальный химический состав адгезива Single Bond Universal включает оптимизированное соотношение запатентованного сополимера компании 3М Vitrebond, HEMA и воды. Это обеспечивает регидратацию коллагеновой матрицы и образование гибридного слоя вне зависимости от того, влажный дентин или сухой. В результате мы получаем последовательную качественную адгезию и отсутствие постоперативной чувствительности при использовании техник самопротравливания или тотального протравливания.

Объем: 5 мл

Артикул: 7100010924 Адгезив стоматологический Single Bond Universal

Методы повышения адгезии

Адгезионные свойства материалов можно как улучшить, так и ухудшить. Это непостоянная величина. Например, в наносимые на поверхность составы добавляются различные примеси, которые повышают способность к проникновению и прилипанию. Используются вещества, играющие роль промежуточного слоя, например специальные грунтовки или контактные жидкости.

Для повышения адгезии используют целый комплекс мер, призванных воздействовать на физические и химические свойства материала. Существует 3 способа подготовки поверхности, улучающие адгезию:

• Механический. Это может быть обработка абразивом для придания шероховатости, нанесение насечек, а также очистка от пыли и любых загрязнений.
• Химический. Примешивание специальных добавок и пластификаторов в наносимый раствор.
• Физико-химический. К нему относится обработка грунтовочными составами, а также шпаклевание.

Максимально проявляют эффективность такие методы при сцеплении разнородных поверхностей, обладающих различными физическими и химическими свойствами.

Кроме этого, существует ряд факторов, снижающих качество сцепления материалов:

• Пыльные или жирные поверхности без предварительной обработки очищающими и обезжиривающими составами склеить практически невозможно.
• Качество прилипания будет очень низким и в том случае, если одну или обе поверхности обработать составом, снижающим пористость.
• Адгезионные свойства могут ухудшиться во время схватывания и высыхания материалов. При переходе из жидкого в твердое состояние могут измениться химические и физические свойства веществ. Например, многие растворы дают усадку. В результате этого уменьшается площадь соприкосновения с основанием. Тогда появляются растягивающие напряжения, из-за которых, в свою очередь, образуются трещины. В итоге сцепление материалов становится менее прочным, ненадежным.

Простой пример. Если оштукатурить бетонную стену без правильной подготовки, покрытие быстро отвалится. Это связано со множеством факторов, к которым относятся:

• запыление поверхности;
• усадка штукатурного слоя;
• отсутствие добавок, усиливающих адгезию и т. д.

Поэтому при работе со старым бетоном следует использовать комплексный подход, для которого нужно:

• тщательно очистить поверхность;
• нанести насечки топором или перфоратором;
• обработать специальной грунтовкой, усиливающей адгезию;
• в штукатурку добавить пластификатор, повышающий эластичность раствора.

Состав и технические характеристики

Адгезионная грунтовка состоит из следующих компонентов:

1. кварцевый песок (фракция песка влияет на толщину нанесенного слоя);
2. полимерная основа (ПВХ, силиконы и другие вещества);
3. пленкообразующие вещества (клей, смола, масла, битумы);
4. укоритель высыхания;
5. дополнительные компоненты, в зависимости от того, какой тип отделки будет применяться в дальнейшем (придают водоотталкивающие, антибактериальные, антикоррозийные качества).

Благодаря адгезии отделочные материалы хорошо сцепляются между собой и в дальнейшем не отслаиваются, долго держатся. Однако у некоторых материалов низкая степень адгезии, поэтому не обойтись без грунтовки. Она продается в любом строительном магазине. При покупке стоит учесть, на какую поверхность в дальнейшем будет наноситься адгезионная смесь, — шершавую или гладкую. Отталкиваясь от этих характеристик, производители разработали ряд химических эффектов.

Например, раствор на гладкие поверхности, должен содержать большое количество клеящихся компонентов. Большей шершавости можно добиться путем добавления в раствор песка крупной фракции.

Расход на 1 м2

Адгезионная смесь быстро расходуется, если накладывать ее на пористую поверхность. Однако если отделочный материал стоит дорого, лучше нанести больший слой адгезионной грунтовки и в дальнейшем сэкономить средства. Фракция песка в основе также влияет на расход. Чем больше фракция, тем больший слой наноситься в конечном итоге. Это не совсем экономно, поэтому многие используют мелкую фракцию.

Чтобы правильно рассчитать, какие пропорции вещества вам необходимы, нужно ознакомиться с инструкциями производителей. Грунтовки, которые наносятся тонким слоем, расходуются приблизительно в количестве 20 г/м2, это минимальное значение. Средние показатели варьируются от 150 до 250 г/м2. Если состав наноситься повторно вторым слоем, его расход может увеличиться до 525 г/м2.

Технический смысл адгезии

Слово «Адгезия» в переводе с латинского означает – «прилипание». Имеется ввиду прилипание разнородных или однородных материалов друг к другу. В нашем случае рассматривается «прилипание» растворов на основе цемента: бетон, штукатурка, кладочный раствор, ремонтные составы, клей, другой строительный материал.

Существует три вида адгезии:

• Физическая. Прилипание происходит на молекулярном уровне. Пример – прилипание магнита к стальной основе.
• Химическая. Прилипание происходит на атомном уровне. Пример – сваривание и пайка деталей. Также химический смысл имеет адгезия стоматологической пломбы к пульпе зуба.
• Механическая. Сцепление материалов происходит за счет проникновения адгезива (штукатурка, бетонный раствор, кладочный раствор, клей и т.п.) в поры и шероховатости основы. Пример: оштукатуривание, укладка плитки, окрашивание.

Степень адгезии измеряется в МПа. Цифровое значение обозначает величину силы, которую необходимо приложить для того чтобы оторвать адгезив от основания. Например, на упаковке сухой штукатурной смеси «ЭКО 44» указывается, что минимальная адгезия данного материала к основе составляет 0,5 МПа. Это значит что для того чтобы оторвать слой адгезива от основы понадобиться приложить усилие 5 кг на 1 см2 площади.

Степень адгезии материала к основе разнится от вида и возраста основы. Например старый бетон имеет степень адгезии к новому бетону от 0,9 до 1,0 МПа, в то время как современные сухие строительные смеси способны обеспечивать степень «прилипания» до 2 МПа и более.

Лабораторное испытание степени адгезии сухих строительных смесей осуществляют на специальных образцах, в соответствии с требованиями ГОСТ 31356-2007.

Механизмы сцепления композитов с поверхностью дентина

   Основной проблемой при обеспечении эффективной адгезии к дентину является его структура. Диакрилаты, входящие в состав композитов, обладают достаточно высокой адгезивностью к эмали зуба, однако по отношению к дентину они себя ведут как гидрофобные вещества, плохо прилипающие к его поверхности, что связано с особенностями структуры дентина.

    Дентин состоит на 45% из минерализованных составных частей, на 30% из органических структур, 25% составляет вода. Природа живого дентина такова, что его поверхность всегда влажная, а высушивание в клинических условиях практически невыполнимо. Из-за скорости движения жидкости в дентинных канальцах на поверхности дентина неоднократно происходит полное обновление влаги. В клинических условиях даже после высушивания кариозной полости наблюдается незаметная остаточная влажность, которая может влиять на прочность соединения дентина с композитом. В связи с этим дентинные адгезивные системы должны быть гидрофильными, т.е. водосовместимыми.

     Еще одной проблемой в механизме сцепления композита с дентином является смазанный слой “smear layer”, образующийся вследствие инструментальной обработки дентина и состоящий из частиц гидроксилапатитов, разрушенных остатков одонтобластов и денатурированных коллагеновых волокон. Этот слой достигает в зависимости от вида препарирования толщины до 5 нм, он закупоривает дентинные канальцы и покрывает, как прокладкой, интертубулярный дентин. Если вначале он рассматривался как изолятор, предотвращающий проникновение микроорганизмов в дентинные канальцы, то с настоящее время не вызывает сомнения тот факт, что он мешает адгезии композита с поверхностью дентина и соответственно формированию прочного адгезивного соединения.

Что такое адгезия и когезия?

Адгезия — это сцепление поверхностей разнородных твёрдых и жидких тел.

Когезия характеризует прочность тела и способность его сопротивляться внешним факторам, то есть связь между молекулами внутри тела в одной фазе.

В чём принципиальная разница атеистов и агностиков?

В философии оба эти термина очень широки. Агностицизм подразумевает ВООБЩЕ непознаваемость объективной реальности через субъективный опыт, поэтому отрицание уверенности в существовании Бога или иных недоказуемых эмпирически сущностей или миров есть лишь частный случай агностицизма. Атеизм же не так однозначен и однобок, как тут пишут, и включает в себя игностицизм, который фактически аналогичен агностицизму, но идет немного дальше и отрицает возможность самой постановки вопроса о существовании недоказуемых эмпирически сущностей. Не так давно TheQuestion буквально атаковал очень активный полубезумный сторонник некого теомизма, который настаивал на том, что мы ничего не знаем и не можем ни о чем говорить. Ну так он не придумал ничего нового, сам теомизм не нужен, потому что уже 150 лет есть игностицизм. Зачем плодить сущности? Другими видами атеизма являются научный скептицизм (вера в доказуемость эмпирическим опытом всего, а что им не доказуемо, того не существует), эпистемологический, метафизический, психологический и т.д. У него много разновидностей, потому что разные философы по-разному относились к экстра-реальности: не нуждались в ней, агрессивно отвергали ее, доказывали ее отсутствие и т.д. С другой стороны, атеизм уже агностицизма, как и любое учение «от противного», потому что не предлагает концепции отношения к реальности в широком смысле, рассматривая лишь отношение к экстра-реальности.

Таким образом, агностицизм и атеизм пересекаются на своей периферии, но вместе противостоят теизму.

Адгезивность и вирулентность.

Доказано, что адгезивность болезне­творных микроорганизмов часто коррелирует с их патогенностью и вирулентностью.
(5,6) Arbuthnott, Smith (1979) (7) показали на авирулентном штамме Escherichia coli, что перенесенная плазмида, контролирующая синтез антигена К88, усиливает не только адгезию микроорганизмов к щеточной каемке энтероцитов тон­кого кишечника, но и вирулентность экспериментально изменен­ного штамма. В исследованиях Frost (1975) (8) отмечается, что способность к адгезии у St.aureus и St. agalactiae, вызывающих мастит коров, на несколько порядков выше, чем St. faecalis и Е.coli, редко высевающихся при этом заболевании. На уропатогенном штамме E.Coli было показано, что адгезия к уроэпителию не только приводит к механическому закреплению микроорганизма в новой экологической нише, но и вызывает адекватную новым условиям перестройку метаболизма. Кроме перестройки метаболизма, механический контакт и связывание Р-ворсинок с клеткой эпителия ведут к изменению механизма сборки новых ворсинок (они становятся короче) и являются сигналом к экспрессии ряда генов вирулентности E.coli (комплекса рар и гемолизина). (3) Адгезины ряда микроорганизмов, в частности Porphyrominas gingivalis, одновременно являются факторами вирулентности.

Праймеры различных поколений

За все время существования адгезивных систем в стоматологии, используемых именно для дентина, их сменилось 7 поколений. Отмечается тенденция упрощения процедуры, но при этом адгезия становится выше и качественней.

Существует несколько поколений праймеров

Первое поколение – это самые первые системы, которые стали использоваться примерно с конца 70-х годов ХХ века. Они хороши для использования при работе с эмалью, но вот к дентину прикрепляются достаточно плохо. Адгезия происходила во время контакта самого бонда и кальция в дентине. Как правило, первые проблемы таких систем начинали появляться спустя несколько месяцев после выполнения стоматологом своей работы. Также после проведения манипуляций в области жевательных зубов отмечалась повышенная чувствительность.

Первое поколение

Системы второго поколения пришли на стоматологический рынок в начале 80-х. У них отмечалась повышенная адгезия к дентину, однако для надежной фиксации композитов ее не хватало. Также при применении таких систем были отмечены микроподтекания, а чувствительность после вмешательства оставалась. А примерно спустя год после стоматологических манипуляций 30% реставраций приходили в негодность.

Второе поколение

С течением времени стоматологические адгезивы изменились – и только в лучшую сторону

Адгезивы третьего поколения появились в конце 80-х, они стали двухкомпонентными, то есть включали в себя адгезив и праймер. Повысились показатели адгезии, стало возможным проводить препарирование зубов – началась эра ультраконсервативной стоматологии. Чувствительность зубов после операции снизилась. Но агенты-бонды оставались недолговечными – примерно через три года они теряли свои первоначальные качества. Но на жевательных зубах адгезивы стали уже применяться активнее.

Третье поколение

Адгезивы в стоматологии

Далее родилось четвертое поколение адгезивных систем – примерно в начале 90-х ХХ века они появились в кабинетах стоматологов и позволили увеличить адгезию еще больше, при этом снизив чувствительность зубов. Появилось понятие гибридного слоя и протравка при работе с дентином. Главный недостаток систем того поколения – необходимость смешивания компонентов в точных пропорциях. Это достаточно сложно делать на глаз.

Четвертое поколение

Пятое поколение позволило избавиться от проблем, связанных со смешиванием – появились готовые смеси, содержащие и праймер, и адгезив одновременно. Здесь тоже проводилась протравка эмали и дентина. Такие системы используются до сих пор и остаются очень популярными за счет высоких показателей соединения и отсутствия необходимости смешивать компоненты.

Пятое поколение

В пятом поколении появились уже готовые смеси

Адгезивные составы шестого поколения позволили избавиться от этапа протравливания. Все используемые вещества являются самопротравливающими, но их нужно смешивать перед применением. Но, тем не менее, в работе они проще, чем предыдущие варианты. Минус – ухудшение адгезии к эмали со временем. С дентином такой проблемы не возникает.

Шестое поколение

Последнее — седьмое — поколение еще не до конца сформировано. Сейчас пока есть только одна система такого типа. Отличие от предыдущей вариации – нет необходимости смешивать различные компоненты, производители все сделали заранее.

Седьмое поколение

Физическое описание

Адгезия представляет собой обратимую термодинамическую работу сил, направленных на разделение приведённых в контакт две разнородные (гетерогенные) фазы. Описывается уравнением Дюпре:

W a = σ 13 + σ 23 − σ 12 {\displaystyle {Wa=\sigma _{13}+\sigma _{23}-\sigma _{12}}}

Работа адгезии связана с энергией Гиббса:

W a = − Δ G o {\displaystyle {Wa=-\Delta G^{o}}}

Отрицательное значение ΔG° указывает на снижение работы адгезии в результате образования межфазного натяжения.

Изменения энергии Гиббса системы в процессе адгезии:

Δ G 1 o = σ 13 + σ 23 {\displaystyle {\Delta G_{1}^{o}=\sigma _{13}+\sigma _{23}}}

Δ G 2 o = σ 12 {\displaystyle {\Delta G_{2}^{o}=\sigma _{12}}}

Δ G o = Δ G 2 o − Δ G 1 o {\displaystyle {\Delta G^{o}=\Delta G_{2}^{o}-\Delta G_{1}^{o}}}

σ 12 − σ 13 − σ 23 = Δ G o {\displaystyle {\sigma _{12}-\sigma _{13}-\sigma _{23}=\Delta G^{o}}} .

Адгезия неразрывно связана со многими поверхностными явлениями, такими как смачивание. Если адгезия обуславливает связь между твёрдым телом и контактирующей с ним жидкостью, то смачивание является результатом подобной связи. Уравнение Дюпре—Юнга показывает отношение между адгезией и смачиванием:

W a = σ 12 ( 1 + cos ⁡ θ ) {\displaystyle {Wa=\sigma _{12}(1+\cos \theta )}}

где σ12 — поверхностное натяжение на границе раздела двух фаз (жидкость-газ), cosθ — краевой угол смачивания, Wa — обратимая работа адгезии.

Прочность адгезионных контактов зависит не только от работы отрыва поверхностей, но и от формы контакта. Контакты сложной формы начинают отрываться с краёв, фронт отрыва затем распространяется к центру контакта вплоть до достижения некоторой критической конфигурации, при которой происходит мгновенная потеря контакта. Процесс отрыва для контактов различной формы можно наблюдать в фильме.

> См. также

• Клей
• Адсорбция
• Трение
• Адгезиметр
• Трение на наномасштабном уровне