Strategies for potential toughening of acrylic denture bases polymerized with microwave energy

ABSTRACT

Abstract Thiourethane additives have been shown to improve properties in several dental polymer applications. The aim of this study was to verify the effect of the addition of thiourethane oligomers and acrylamide or isobornyl-based plasticizers on the physical properties of the denture base acrylic resin polymerized with microwaves. Thiourethane oligomer (TU) was synthetized and added to microwaved acrylic resin in proportions varying between 3 and 14 wt%. Separate experimental groups included the addition of dimethyl acrylamide (DMAM) and isobornyl methacrylate as plasticizers, at concentrations varying from 5 to 20 wt%. Samples were polymerized using microwave energy at 500 Watts for 3 min, deflasked at room temperature, stored in water at 37 °C for 24 h, and evaluated for linear dimensional change, gloss, Knoop hardness, surface roughness, impact strength, yield strength, elastic modulus, toughness, yield strength, viscosity, glass transition temperature and network heterogeneity, and water sorption/solubility. Data were analyzed with ANOVA/Tukey's post-hoc test (a=5%). The addition of TU led to properties that were similar or worse than the materials to which it was not added, except for dimensional stability. The impact on properties was statistically significant for all materials above 20% addition of TU. The addition of DMAM at 5 wt% or isobornyl methacrylate at 10 wt% improved yield strength and modulus, but increased water sorption and solubility. Except for dimensional stability, the addition of thiourethane oligomers to acrylic denture base materials compromised most tested properties. The use of DMAM and isobornyl methacrylate improved properties for selected compositions.

RESUMO

Resumo Aditivos de tiouretano demonstraram melhorar propriedades de polímeros em diversas aplicações. O objetivo deste estudo foi verificar o efeito da adição de oligômeros de tiouretano, monômeros de acrilamida ou baseados em funcionalidade isobornil na propriedades físicas de bases de dentadura de acrílico polimerizadas em micro-ondas. O oligômero de tiouretano (TU) foi sintetizado e adicionado à resina acrílica em proporções variando de 3 a 14% em peso. Dimetil acrilamida (DMAM) e isobornil metacrilato (IBMA) foram adicionados em formulações separadas como plastificantes em concentrações variando de 5 a 20% em peso. As amostras foram polimerizadas usando energia de micro-ondas (500 Watts oor 3 min), desincluídas da mufla a temperature ambiente, armazenadas em água a 37°C por 24 h, e submetidas aos testes de alteração dimensional linear, brilho, dureza Knoop, rugosidade superficial, resistência ao impacto, tensão normal de escoamento, módulo de elasticidade, tenacidade, viscosidade, temperatura de transição vítrea e heterogeneidade da rede polimérica, além de sorção de água e solubilidade. Os dados foram analisados com ANOVA e teste de Tukey (a=5%). A adição de TU não afetou ou diminuiu todas as propriedades, exceto pela estabilidade dimensional. O impacto nas propriedades foi estatisticamente significante para todos os materiais em concentrações acima de 20% de TU. Isso pode ser explicado por um encurtamento das cadeias e diminuição do empacotamento das cadeias lineares do PMMA. A adição de 5% de DMAM ou 10% de isobornil metacrilato melhoraram a tensão de escoamento e o módulo, mas aumentaram a sorção de água e solubilidade. Exceto pela estabilidade dimensional, a adição de oligômeros de tiouretano à bases de dentatura compostas por resina acrílica prejudicou todas a propriedades testadas. O uso de DMAM e isobornil metacrilato melhorou as propriedades para composições selecionadas.