Potencial de la adición de nanofibras de grafeno en la mejora de las propiedades de resinas acrílicas para base de dentaduras

• Autores: María Alejandra Moyano, Antonio García Pellicer, Miguel Angel Torres Del Castillo, José Miguel Martín Martínez
• Localización: Gaceta dental: Industria y profesiones, ISSN 1135-2949, Nº. 274, 2015, págs. 106-121
• Idioma: español
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    En este estudio se propone la adición de diferentes pequeñas cantidades de nanofibras de grafeno como una nueva estrategia para mejorar las propiedades mecánicas de resinas acrílicas autopolimerizables usadas para bases de dentaduras, aumentando simultáneamente el mó- dulo elástico y la tenacidad, reduciendo la formación y/o la propagación de grietas bajo esfuerzos de compresión, así como disminuyendo el grado de contracción durante la polimerización.

    La adición de 0.1-0.5% en peso de nanofibras de grafeno produce una buena dispersión en la resina acrílica y aumenta su grado de polimerización, de manera que la entalpía de polimerización residual es menor que la de la resina acrílica sin nanofibras de grafeno. Además, el módulo elástico a 37ºC de la resina acrílica aumenta casi al doble al adicionar 0.5% en peso de nanofibras de grafeno. Por otra parte, la resina acrílica autopolimerizable presenta dos temperaturas de transición vítrea, produciéndose un descenso de los valores de la temperatura de transición vítrea que aparece a mayor temperatura al adicionar nanofibras de grafeno, indicando la intercalación de las mismas entre las cadenas del polímero acrílico (efecto plastificante).

    La intercalación de las nanofibras de grafeno entre las cadenas poliméricas disminuye el límite elástico de la resina acrílica y permite aplicar esfuerzos mecánicos de compresión sin que aparezcan grietas. El mejor balance de propiedades de la resina acrílica autopolimerizable se consigue al adicionar 0.5% en peso de nanofibras de grafeno.

  • English

    The addition of different small amounts of graphene nanofibers as a new strategy for improving the mechanical properties of self-polymerizable acrylic resin for denture base material is proposed in this study. The target of the study is reach the simultaneous increase of the elastic modulus and toughness of the acrylic resin, reducing the formation or propagation of cracks under compression stresses, and decreasing the degree of shrinkage during polymerization.

    Good dispersion of the graphene nanofibers in the acrylic resin matrix is obtained by adding 0.1-0.5wt% graphene nanofibers and higher degree of polymerization is obtained, i.e. the residual enthalpy of polymerization is smaller in the acrylic resin containing small amount of graphene nanofibers.

    Furthermore, the elastic modulus at 37ºC of the acrylic resin experiences a 2-fold increase by adding 0.5wt% graphene nanofibers. On the other hand, the acrylic resin shows two glass transition temperatures and the values of the glass transition at higher temperature decrease upon adding graphene nanofibers likely due to the intercalation of the nanofibers among the acrylic polymer chains (plasticizing effect).

    Because of the intercalation of the graphene nanofibers among the polymeric chains, the elastic limit of the acrylic resin decreases and cracks do not appear when compression stresses are applied. The optimal balance of properties in the self-polymerizable acrylic resin is obtained by adding 0.5wt% graphene nanofibers.