способ нанесения полимера на металлический каркас

Формула изобретения

Способ нанесения полимера на металлический каркас, включающий подготовку поверхности изделия под покрытие, очистку и поочередное нанесение слоев покрытия, отличающийся тем, что используют ионно-плазменную очистку и ионно-плазменное нанесение полимерного покрытия с последующей ионно-лучевой обработкой в режиме имплантации атомов отдачи.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области медицины, а именно к стоматологии.

Известны различные полимерные материалы, широко используемые в различных областях медицины, в том числе и в стоматологии.

Повышенные требования к зубным протезам с функциональной и эстетической точек зрения, частые поломки металлопластмассовых коронок и мостовидных протезов в виде скола, “отрыва” пластмассовой облицовки ставят задачу разработки новых материалов и технологий, а также совершенствование традиционных способов изготовления зубных протезов.

Известна ионно-плазменная обработка материалов, применяемая для очистки поверхности и нанесения тонкопленочных слоев и защитных покрытий в технике и в последние годы - также в стоматологии [1, 2, 3].

Известна методика нанесения покрытий на протезы [4] (фиг.1).

Недостатками прототипа являются сравнительно низкая адгезионная прочность, соответственно “отрыв” покрытий.

Целью изобретения является повышение качества покрытия путем разработки методов, обеспечивающих хорошую адгезию покрытия из полиметилметакрилата (ПММА) к стоматологическим сплавам СоСr и TiNi.

Были проведены эксперименты, куда входили образцы пластинок из СоСr и TiNi, имеющие толщину, идентичную каркасу металлопластмассовых конструкций площадью 7×7 мм ². Образцы были поделены на 2 группы, первую составили образцы контрольные, с традиционным нанесением пластмассы. Образцы второй опытной группы были подразделены на подгруппы: А - образцы с плазмоосажденными тонкими полимерными пленками; В - образцы с плазмоосажденными однорядными ионами аргона в режиме имплантации атомов отдачи (ИАО). Причем на границе металл - полимер сформировался тонкий слой, состоящий из смеси атомов металла и полимера.

Эксперименты по ионно-плазменной обработке проводят на приборе вакуумный универсальный пост ВУП-5. Очистку проводят в атмосфере кислорода при давлении паров 70 Па. Длительность - 20 мин. В камере при давлении 1-10 Па в постоянном электрическом поле наносят полимерное покрытие. Электроды располагают на расстоянии 30 мм друг от друга, при токе 5-7 мА, напряжение между ними - 500 В. В качестве металлических образцов используют сплавы СоСr и TiNi, а также фольги титановая и алюминиевая.

Для нанесения полимера используют жидкий мономер метилметакрилата с гидрофенолом, который стабилизирован мономером, не давая ему заполимеризовываться. Чтобы избавиться от кислорода, растворенного в мономере, сосуд с мономером замораживали при температуре жидкого азота, открывали клапан, ведущий к насосу, откачивали объем сосуда, закрывали клапан, размораживали мономер, затем снова замораживали и повторяли всю процедуру 2-3 раза, до тех пор, пока все газы, растворенные в мономере, не были откачаны. Сосуд с мономером размораживали, насос отключали и пары мономера начинали поступать под герметичный, предварительно откачанный, колпак. Одновременно на электроды подавалось напряжение до тех пор, пока не загорался электрический разряд. Оптимальный режим поддерживался в процессе всего эксперимента (20-30 мин, фиг.2).

Все образцы исследовались на специально изготовленной установке по измерению адгезионной прочности методом нормального отрыва. Для образцов первой группы адгезия оказалась самой слабой и составила 5 кгс/см². Имел место отрыв полимера от металлического каркаса. В подгруппе А сила составила 13 кгс/см², в подгруппе В - 25 кгс/см², причем разрыв происходил по полимеру (то есть когезия оказалась более слабой по сравнению с адгезией).

Таким образом, последовательное использование ионно-плазменной и ионно-лучевой обработки позволяет получить высокоадгезионные многослойные металлополимерные покрытия на конструкционных стоматологических сплавах СоСr и TiNi.

Источники информации:

1. Плазменная технология в практике ортопедической стоматологии. Сообщение. / Большаков Г.Н., Батрак И.К., Миронов А.Н. // Стоматология. - 1995. - №2. - С.61-64.

2. Бочкарев В.Ф., Горячев А.А., Наумов В.В., Трушин О.С., Преображенский М.Н. Исследование покрытий из биокерамики, полученных методом плазменного напыления. - Материалы Х Международного симпозиума “Тонкие пленки в электронике”. Ярославль, 20-25 сентября 1999 г. С.325.

3. Ивановский Г.Ф., Петров В.И. Ионно-плазменная обработка материалов. - М.: Радио и связь, 1986.

4. Щербаков А.С., Гаврилов Е.Н., Трезубов В.Н., Жулев Е.Н. “Ортопедическая стоматология” С-Петербург, 1997.