Study of diffusion process in dental resins

Orientadores: Sergio Persio Ravagnani, Leonardo Eloy Rodrigues FilhoTese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia QuímicaResumo: Atualmente os fabricantes de resinas odontológicas visam obter uma resina que possa associar maior durabilidade, com uma efetiva ligação dentina-resina. As resinas dentárias podem absorver água e produtos químicos do ambiente, além de liberar componentes para os ambientes circunvizinhos. A intrusão de água no material dentário pode ocasionar deterioração das propriedades físico-mecânicas, diminuindo assim a vida da resina. Assim ambas, a sorção e a solubilidade de meio podem resultar em efeitos danosos na estrutura e na função de polímero. Os objetivos deste trabalho são a avaliação da sorção e da solubilidade de meio em µg/mm3 em duas resinas comerciais de composições diferentes, em função do tempo de imersão, diâmetro do corpo de prova (6,00 e 15,00 mm) e meios de imersão (água destilada e etanol), por um período de até 60 dias. Com os resultados de variação de massa obtiveram-se as curvas de sorção e solubilidade para cada condição analisada. A partir dos resultados obtidos, foram feitas análises da modificação das superfícies dos corpos de prova, por meio de MEV; bem como de análises térmicas, análise diferencial gravimétrica, análise diferencial gravimétrica e calorimetria exploratória diferencial, para verificação do comportamento dos corpos de prova após vários tempos de imersão com aumento de temperatura. Análises de cromatografia líquida de alta eficiência, dos meios de imersão de cada tipo de corpo de prova da resina Filtek Supreme foram realizadas para verificar quanto e quais dos monômeros não reagidos migraram para o meio de imersão. A partir das variações de massa obtidas correlações foram propostas com as variáveis utilizadas na tese, para tentar reproduzir os dados experimentais. Fez-se também, a partir das variações de massa, uma modelagem matemática para obtenção dos coeficientes de difusão de cada resina, para as várias condições estudadas. Conclui-se que ocorreu sorção de água ou etanol nas amostras analisadas; a alteração da superfície das amostras em contato com o etanol foi visivelmente maior. Além disso, ocorrendo também, como esperado, uma perda de massa com o aumento da temperatura. Houve migração de monômeros não reagidos das amostras para o meio. As correlações propostas reproduziram adequadamente os dados experimentais e, em adição, através da modelagem matemática obtiveram-se valores dos coeficientes de difusão que variaram entre 3,65 10-10 a 42,68 10-10 cm2 s-1, dependendo da resina, do meio de imersão e do diâmetro do corpo de prova que estão coerentes com os encontrados com a literaturaAbstract: Currently, manufacturers of dental resins aim to obtain a resin which can involve greater durability, with an effective dentin-resin bond. The dental resin can absorb water and chemicals from the environment, and release components for the surrounding environments. The intrusion of water in dental materials can cause deterioration of physical and mechanical properties, thus decreasing the life of the resin. Thus, both sorption and solubility leads to a variety of chemical and physical processes that can result in harmful effects in the structure and function of polymer. This study is refers to the verification of sorption and solubility µg/mm3 of two commercial resins of different compositions, as a function of immersion time, the specimen diameter and immersion environment for a period of 60 days. With the results of mass variation curves were obtained curves for sorption and solubility for each condition analyzed, whose values found for these two parameters were consistent with the limit of ISO 4049/2002. From the results obtained, analysis of the specimens by SEM were performed to follow the surface modification, in addition to thermal analysis, TGA, DTG and DSC to verify the behavior of the specimens after several immersion times with increasing temperature. HPLC analysis of immersion media of Filtek Supreme resin were done after dipping ever sample of it to check the amount and which of the unreacted monomers migrated during immersion. From the variations of mass obtained, were made correlations in order to reproduce the experimental data by equations with the variables used in this thesis; it was also made, from the variations of mass, a mathematical model for the diffusion coefficients of each resin and changing their experimental conditions. It is concluded that there was sorption of water or alcohol in the specimen and that the surface damage of the samples in ethanol was more evident compared to the water. There was also a mass loss with increasing temperature and migration of unreacted monomers specimen for the environment. With the correlation, we were able to get the equations that reproduce the experimental data and, with the aid of the mathematical modeling we found values of the diffusion coefficients ranging from 33,65 10-10 a 42,68 10-10 cm2 s-1, depending on the resin, the immersion medium and the diameter of the specimen. The values found are consistent with the literatureDoutoradoCiencia e Tecnologia de MateriaisDoutor em Engenharia Químic