17.08.2018 · Fachbeitrag · Photopolymere

Darum ist 3D-Druck für Zahnfüllungen und Zahnersatz noch nicht geeignet

| Zahnersatz aus dem 3D-Drucker ist im Moment technisch noch nicht machbar, weil die Kunststoffmaterialien zu spröde sind und nicht zäh und schlagfest genug. Der Grund dafür liegt in der Polymerisation mit Licht, in der aus einzelnen Kunststoffmolekülen (Monomeren) lange Molekülketten (Polymere) werden. Die Netzwerkbildung während der lichtinitiierten radikalischen Polymerisation erfolgt ungeregelt und ist nicht einfach zu kontrollieren. Forscher der Universität Wien stellen nun eine Methode vor, mit der sich Methacrylat-basierte homogen vernetzte, zähe Photopolymere gezielt herstellen lassen ‒ auch hochaufgelöst per 3D-Druck. |

Ungeregelter Reaktionsmechanismus führt zu sprödem Materialverhalten

Die Härtung per Licht ist eine meist radikalisch ablaufende Kettenpolymerisation. Ein Initiator wird durch Lichtenergie in Radikale gespalten, die dann die Monomere angreifen (z. B. an der C=C-Doppelbindung einer Vinylgruppe). So entsteht ein neues Radikal, das Ausgangspunkt für ein wachsendes Polymernetzwerk wird, indem es weitere Monomere angreift und bindet (siehe Grafik).

Die Netzwerkbildung während der lichtinitiierten radikalischen Polymerisation erfolgt ungeregelt und ist nicht einfach zu kontrollieren. Die entstehenden Photopolymere besitzen eine inhomogene Netzwerkarchitektur, was in sprödem Materialverhalten resultiert und somit die Anwendung u. a. in der Biomedizin limitiert. Neuere Verfahren, um die radikalische Photopolymerisation und damit die Materialeigenschaften besser zu steuern, verlangsamen jedoch die Aushärtung, was für 3D-Druckverfahren nicht geeignet ist.