Niels Friede

Untersuchungen an Gläsern des Systems CaF2-Al2O3-SiO2 und daraus hergestellten Glasionomerzementen

Dissertation zur Erlangung des akademischen Grades Doktor-Ingenieur (Dr.-Ing.) vorgelegt an der Mathematisch-Naturwissenschaftlich-Technischen Fakultät der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg
verteidigt am 14.02.2002

Abstract
Glasionomerzemente sind Verbundwerkstoffe aus Glaspartikeln in einer Polymermatrix. Sie sind in der Zahnmedizin eine Alternative zu Amalgam als Zahnrestaurationsmaterial, erreichen aber noch nicht die Festigkeitswerte der Amalgame. Besonders im Falle großflächiger Füllungen verhindert dies die Anwendung. Verwendung finden Glasionomerzemente vor allen Dingen als temporäres Füllungsmaterial, Befestigungszement oder zur Fissurenversiegelung. Auch als Knochenzement oder in der veterinärmedizinischen Forschung sind sie Gegenstand wissenschaftlicher Untersuchungen.
Um die Merkmale der Glasionomerzemente gezielt modifizieren zu können, wurden Gläser des Systems SiO2-Al2O3-CaF2 mit systematisch variierter Zusammensetzung hergestellt und bezüglich Struktur und Eigenschaften, etwa Auflösungs- und Reaktionsverhalten, untersucht. Der Vergleich von Druckfestigkeiten der hergestellten Glasionomerzemente mit den Korrosionseigenschaften der Gläser soll die Wahl einer optimalen Glaszusammensetzung erleichtern.

Glass-ionomer cements are composite materials consisting of particles of glass in a polymer matrix which can be used for the repair and filling of teeth. The strength of these cements is however generally inferior to those of the amalgam. One aim of this study was the characterization of calcium alumofluorosilicate glasses with respect to basic properties (density, refractive index) and their reaction with a polycarboxylic acid to glass-ionomer cement. Within the CaF2-Al2O3-SiO2 system 22 glasses with different compositions have been molten. The glasses were also characterized with respect to their thermal behavior. Furthermore, the corrosion behaviour of the glasses was investigated with three different solutions.
In the second part of this study the correlation between the properties of the glasses and the glass-ionomers was investigated. A particularly important property of glass-ionomer cements is their strength. The measurement of their respective strength was carried out in accordance with ISO 9917. The specimens were stored in water until being tested. The specimens tested destructively. Furthermore, the glass-ionomers were investigated with an optical light microscope, scanning electron microscope and environmental scanning electron microscope.

Keywords:
Glasionomerzement, Verbundwerkstoff, Glas, Polymermatrix, Druckfestigkeit, Korrosion

Glass-ionomer cement, composite material, glass, polymer matrix, compressive strength, corrosion

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Inhaltsverzeichnis
Abkürzungsverzeichnis, Inhaltsverzeichnis
1 Einleitung und Problemstellung (1-2)
2 Literaturübersicht (3-18)
3 Experimentelles (19-37)
4 Ergebnisse und Auswertung (38-98)
5 Diskussion der Ergebnisse (99-104)
6 Zusammenfassung (105-106)
7 Summery (107-108)
8 Literatur (109-114)
Anhang (A1-A9)