Đang tải... (xem toàn văn)
Kể tên ba giả thuyết về hiện tượng đông của thạch cao nha khoa Trang 3 MỞ ĐẦUTrong tự nhiên, thạch cao gypsum là mộtkhoáng vật trầm tích hay phong hóa rấtmềm, thành phần là muối canxi s
THẠCH CAO Bài Giảng cho Sinh Viên Răng Hàm Mặt Trường Đại Học Trà Vinh NGND, GS BS Hoàng Tử Hùng tuhung.hoang@gmail.com www.hoangtuhung.com MỤC TIÊU Sau nghiên cứu này, sinh viên có thể: Trình bày nguồn gốc thạch cao thạch cao nha khoa Trình bày phương pháp điều chế thạch cao nha khoa, phân biệt hemihydrat hemihydrat Kể tên ba giả thuyết tượng đông thạch cao nha khoa Trình bày cách kiểm sốt thời gian đơng người sử dụng phân tích ưu nhược điểm Kể tên công dụng năm loại thạch cao nha khoa MỞ ĐẦU Trong tự nhiên, thạch cao (gypsum) khống vật trầm tích hay phong hóa mềm, thành phần muối canxi sulfat ngậm phân tử nước (Dihydrat Sulfat Calcium, CaSO4.2H2O), khối lượng riêng 2,31-2,33 g/cm³ Dạng tinh thể suốt hay trắng đục Dạng vơ định hình có màu trắng đục, nâu, vàng, xám … lẫn tạp chất Trong công nghiệp, kỹ thuật, xây dựng, mỹ thuật…, thạch cao sử dụng phổ biến: Khoáng thạch cao nung ~150°C "thạch cao khan": CaSO4·2H2O → CaSO4·0,5H2O (thạch cao khan) + 1,5H2O (dưới dạng hơi) Nghiền Thạch cao khan thành bột, trộn với nước vữa thạch cao Đổ khn, đợi ninh kết: thủy hóa lại CaSO4.2H2O + phần chưa thủy hóa (CaSO4.0,5H2O) nhận sản phẩm thạch cao màu trắng có cường độ độ ổn định định Thạch cao sử dụng phổ biến ̵ Xây dựng: trần, vách, gạchchi tiết trang trí… ̵ Tạo hình: làm khn, tượng, gốm sứ… ̵ Công nghệ đúc: đúc đồng, nhựa… ̵ Các vật liệu xốp để lọc nước… ̵ Y tế: bột bó, khn để chế tạo chi giả, nha khoa THẠCH CAO NHA KHOA Giới thiệu chung Thạch cao dùng nha khoa điều chế từ calcium sulfate dihydrat (CaSO4.2H2O) gần tinh khiết , Thạch cao chất sử dụng phổ biến nha khoa, thường gọi plaster hay stone Cơng thức hố học: CaSO4.1/2 H2O (Hemihydrat Sulfat Calcium) Thạch cao nha khoa có dạng bột Có hai loại thạch cao nha khoa ứng với hai mức độ tinh thể hoá khác nhau: - Hemihydrat : thạch cao cứng, dùng đổ mẫu labo - Hemihydrat : thạch cao lấy dấu, sử dụng lâm sàng Điều chế Quá trình điều chế thạch cao nha khoa từ thạch cao thiên nhiên: khử bớt phần nước nhiệt độ 110-130oC 110-130oC CaSO4.2H2O CaSO4.1/2 H2O + 3/2 H2O Dihydrat sulfat calcium Hemihydrat sulfat calcium Nếu tiếp tục khử nước Hemihydrat sulfat calcium: 130-200oC CaSO4.1/2 H2O Hemihydrat sulfat calcium >200oC CaSO4 Anhydric sulfat calcium (hexagonal anhydric) tái hấp thu nước CaSO4 Anhydric sulfat calcium (orthorhobic anhydric) khó tái hấp thu nước Để có hemihydrat (th/c lấy dấu): khử nước thạch cao thiên nhiên khơng khí nhiệt độ 110-130oC, làm nguội, sau nghiền nhỏ Để có hemihydrat (th/c đổ mẫu): khử nước thạch cao thiên nhiên 110-130oC điều kiện: • Dưới áp lực nước (autoclave), • Có Sodium succinate 0,5% Cả hai dạng hemihydrat hemihydrat có khả kết hợp với nước để tạo lại dạng dihydrat sử dụng nha khoa Đặc điểm cấu trúc Các tính chất vật lý khác hai dạng khác biệt cấu trúc tinh thể, kích thước tinh thể bề mặt tinh thể… Hemihydrat : thể tụ tập dạng sợi tinh thể nhỏ mịn, lỗ rỗ, hình thể khơng đồng Hemihydrat : tinh thể dạng que hay lăng trụ, hình thể đồng dày đặc Khi cho hemihydrat hemihydrat kết hợp với nước: phản ứng diễn theo chiều ngược lại (chiều kết hợp với nước) CaSO4.2H2O Dihydrat sulfat calcium CaSO4.1/2 H2O + 3/2 H2O Hemihydrat sulfat calcium Sản phẩm tạo thành từ hemihydrat cứng có độ bền cao so với sản phẩm từ hemihydrat , do: Hemihydrat cần lượng nước so với hemihydrat (hemihydrat lỗ rỗ, xốp không đồng nên cần nhiều nước để trộn) Lượng nước cần thiết để trộn Lượng nước cần thiết để trộn ít, chất lượng thạch cao cao Lượng nước để trộn phụ thuộc vào: • Đặc điểm cấu trúc tinh thể (th/c lấy dấu Hemihydrat cần nhiều Th/c đổ mẫu Hemihydrat ) • Kích thước hạt bột tổng diện tích bề mặt (kích thước nhỏ tổng diện tích bề mặt lớn làm giảm lượng nước cần thiết) • Sử dụng chất có hoạt tính bề mặt (nhựa Arabic, nhựa chanh cốm) làm giảm lượng nước 2- ba giả thuyết giải thích q trình phản ứng đơng cứng Thuyết keo (colloidal theory): trộn với nước, hemihydrate chuyển thành trạng thái keo thông qua chế sol-gel Trong trạng thái sol, phần tử hemihydrate hấp thu nước để thành dihydrate, chuyển thành trạng thái hoạt động Khi lượng nước bị cạn, khối vật liệu chuyển thành trạng thái gel đặc cứng Thuyết hydrat hóa (hydration theory - ngậm nước) cho phần tử thạch cao tái ngậm nước thơng qua liên kết hydro với nhóm sulfate để vật liệu cứng Thuyết chấp nhận nhiều thuyết hòa tan-kết tủa Thuyết hòa tan-kết tủa Dissolution-precipitation theory hemihydrat trộn với nước tạo dung dịch huyền phù, đó, nước hoạt động Dung dịch hemihydrat tiếp tục tan đạt mức dung dịch bão hoà Ca²⁺ (SO4)² ̄ Dung dịch bão hòa hemihydrate bão hòa hòa tan dihydrat; lúc này, diễn kết tủa dihydrate Khi dihydrat kết tủa, hemihydrat tiếp tục hịa tan Q trình tiếp diễn tinh thể tạo thành tinh thể có lớn lên khơng có thêm dihydrate kết tủa-hết dung dịch Q trình diễn độ hoà tan nước hemihydrate lần lớn dihydrate nhiệt độ phịng Thời gian đơng cứng Là thời gian bắt đầu trộn thạch cao nước đến thạch cao đông cứng Thời gian đông cứng tùy thuộc vào loại thạch cao, cần chọn phù hợp với mục đích sử dụng Thạch cao đổ mẫu có thời gian đơng cứng khoảng 30 phút Thời gian đông cứng gồm nhiều giai đoạn: Thời gian trộn: thời gian từ lúc cho bột vào nước đến trộn xong • Trộn thạch cao máy: khoảng 20 – 30 gy • Trộn tay khoảng phút để có hỗn hợp mịn đồng Thời gian làm việc: thời gian mà hỗn hợp trì độ đặc để sử dụng thuận lợi, hồn thành hay nhiều công việc (đổ mẫu, đổ mẫu dự trữ, làm dụng cụ trước thạch cao đơng lại) • Thời gian làm việc thường khoảng phút Kiểm sốt thời gian đơng Các nhà sản xuất kiểm sốt thời gian đơng cứng theo: Độ hồ tan hemihydrate: độ hoà tan hemihydrat tăng lên q bão hồ sulfat calcium nhiều tốc độ lắng đọng tinh thể tăng lên Số lượng trung tâm tinh thể hoá: số lượng trung tâm tinh thể hoá nhiều tạo thành tinh thể thạch cao nhanh hỗn hợp mau cứng Tốc độ lớn lên tinh thể nhanh hay chậm, thời gian đơng nhanh lên hay chậm lại Kiểm sốt thời gian đơng Người sử dụng thay đổi thời gian đông: Thay đổi Tỷ lệ nước:bột Lượng nước trộn nhiều mật độ phân tử đơn vị thể tích giảm thời gian đông bị kéo dài Cách trộn: giới hạn cho phép, trộn lâu tốc độ trộn nhanh thời gian đơng giảm Một số tinh thể thạch cao hình thành trộn thạch cao với nước Khi trộn nhanh mạnh tinh thể bị phá vỡ phân tán khắp hỗn hợp hình thành nhiều trung tâm tinh thể hóa Ảnh hưởng tỷ lệ nước:bột thời gian trộn lên thời gian đông thạch cao Thời gian trộn Thời gian đông Tỷ lệ nước:bột (phút) (phút) 0,45 0,5 5,25 0,45 1,0 3,25 0,60 1,0 7,25 0,60 2,0 4,50 0,80 1,0 10,50 0,80 2,0 7,75 0,80 3,0 5,75 Chất gia tốc, giảm tốc • Muối ăn (Sodium chloride - NaCl) chất gia tốc với nồng độ khoảng 2%, • Sodium sulfate có hiệu gia tốc tối đa nồng độ khoảng 3,4%, Ở nồng độ cao nữa, hai chuyển thành chất giảm tốc • Bột thạch cao (calcium sulfate dihydrat) thúc đẩy phản ứng đơng • Chất giảm tốc thường dùng Potassium sulfate nồng độ > 2% Khi thêm chất gia tốc hay giảm tốc làm giảm độ bền ướt khô thạch cao, thêm muối làm chất pha trộn làm giảm kết dính tinh thể TÍNH CHẤT Ảnh hưởng việc làm khô lên độ bền nén thạch cao Thời gian làm khô (giờ) MPa psi Trọng lượng (%) 16 24 48 72 9,6 11,7 11,7 13,0 23,3 23,3 23,3 1400 1700 1700 1900 3400 3400 3400 5,1 11,9 17,4 18,0 18,0 - Độ bền nén Ảnh hưởng tỷ lệ nước:bột thời gian trộn lên độ bền nén thạch cao Tỷ lệ nước:bột Thời gian trộn (phút) 0,45 0,5 23,4 3400 0,45 1,0 26,2 3800 0,60 1,0 17,9 2600 0,60 2,0 13,8 2000 0,80 1,0 11,0 1600 Độ bền nén MPa psi