Вязкость и тиксотропия материалов

РРедакция 11 октября 2026 г. 5 мин чтения
Содержание

Вязкость силикона для стоматологии измеряют в паскаль-секундах (Па·с): лёгкие массы — 5–30 Па·с, путти — свыше 1000 Па·с. Шор A характеризует уже затвердевший материал. Большинство оттискных силиконов тиксотропны: под сдвигом текут, в покое удерживают форму — и именно это позволяет получить точный отпечаток без сползания.

Единицы: Па·с и Шор A — что они говорят о материале

Динамическая вязкость — сопротивление слоёв вещества относительному сдвигу — выражается в паскаль-секундах. Вода при 20 °C имеет вязкость ≈ 0,001 Па·с; оттискной силикон лёгкой консистенции — 5–30 Па·с; тяжёлой — 200–800 Па·с; путти — 1000–5000 Па·с. Именно вязкость жидкой массы определяет, войдёт ли материал в поднутрение и не разорвётся ли плёнка при снятии.

Шор A — шкала твёрдости отверждённого эластомера: цилиндрический индентор вдавливается на глубину, обратно пропорциональную жёсткости сшитой сети. Значение 20–35 ед. Шор A типично для лёгких масс, 65–80 — для путти. Между Па·с жидкой массы и Шор A нет прямой формулы: при одинаковом наполнении более густо сшитый полимер даст выше Шор A без пропорционального роста вязкости в жидком состоянии.

КонсистенцияВязкость, Па·сШор A (отверждён.)Применение
Light body (wash)5–3020–35Детали препарирования, поддесневая борозда
Medium body50–15040–55Корригирующий слой, одноэтапные оттиски
Heavy body200–80055–70Базовый слой в двухэтапной технике
Putty1000–500065–80Ложечная масса, одноэтапный путти-вош

Тиксотропия: контроль сползания и самоудержания

Тиксотропия — снижение вязкости под сдвиговой нагрузкой с последующим восстановлением в покое. Для оттискного материала это конструктивное требование, а не побочный эффект: масса должна свободно вытекать из шприца при давлении и немедленно «встать» после того, как шприц убран или ложка зафиксирована.

Тиксотропный индекс

Количественно тиксотропию описывают индексом ТИ — отношением вязкостей при двух скоростях сдвига (обычно 1 и 10 об/мин на ротационном вискозиметре). Значение ТИ > 3 считается выраженным; у качественных оттискных силиконов ТИ нередко составляет 4–8. Материал с ТИ ≈ 1 ведёт себя как ньютоновская жидкость: одинаково течёт при любой нагрузке и неизбежно сползает из пародонтального кармана.

Стандартный тест на сползание и вязкость (ISO 4823)

Шарик смешанной массы диаметром около 20 мм помещают на горизонтальную стеклянную пластину. Через 5 минут при 23 °C измеряют диаметр растекания. Норма для лёгкой консистенции — ≤ 40 мм; для средней — ≤ 35 мм. Материал, превышающий предел, деформирует тонкие детали оттиска ещё в ложке до извлечения изо рта.

Наполнители и их влияние на вязкость

Большинство А-силиконов — поли(диметилсилоксановая) матрица, модифицированная наполнителями. Тип наполнителя определяет и вязкость, и тиксотропный характер, и итоговый Шор A.

  • Пирогенный диоксид кремния (Aerosil, Cab-O-Sil). Развитая поверхность 100–400 м²/г создаёт водородные связи между частицами в покое; под сдвигом сеть разрушается, вязкость падает, после снятия нагрузки восстанавливается за секунды. Главный источник тиксотропии во всех классах силиконов.
  • Кварцевая мука и кристобалит. Инертные наполнители: повышают вязкость пропорционально объёмной доле и улучшают размерную стабильность, но тиксотропии не создают.
  • Карбонат кальция (CaCO₃). Основной объёмный наполнитель путти-масс. Даёт вязкость сотни–тысячи Па·с, практически не влияет на ТИ.
  • Гидрофилизирующие ПАВ. Снижают краевой угол смачивания для лучшей отливки гипсовой модели; при высоких концентрациях несколько уменьшают вязкость жидкой фазы.

Содержание наполнителя варьирует от 15–20 % по массе в лёгких массах до 70–75 % в путти. Двукратный рост объёмной доли наполнителя способен повысить динамическую вязкость на порядок.

Сдвиг при смешивании: растекаемость и роль гомогенизатора для вязкости

Ручное замешивание шпателем создаёт скорость сдвига порядка 10–50 с⁻¹ и неизбежно вносит поры. Центробежный гомогенизатор или вакуумный смеситель работает при 1000–3000 об/мин — скорость сдвига на два порядка выше, а разрежение вытягивает захваченный воздух. Для тиксотропного материала это означает два взаимосвязанных эффекта.

Во-первых, в момент смешивания вязкость резко снижается — катализатор равномерно распределяется по объёму без расслоения. Во-вторых, сразу после остановки машины материал начинает восстанавливать исходную вязкость. У качественных силиконов 90 % вязкости возвращается за 15–60 секунд — именно столько есть на перекладку из чаши в шприц или ложку. Затягивать этот момент нельзя: если масса успела частично восстановить структуру, она будет плохо инжектироваться и образует стыки.

Температурная поправка для коррекции вязкости

Вязкость силикона снижается примерно на 2–3 % на каждый градус. При 28 °C масса будет заметно жиже, чем при 20 °C: время работы с материалом сократится, риск сползания возрастёт. В тёплых лабораториях без кондиционирования стоит выбирать более высокую консистенцию или охлаждать картриджи до 20 °C перед смешиванием.

Выбор под тонкие детали или несущие массы с учетом вязкости

Тонкие детали и поднутрения: влияние вязкости

Для точного оттиска препарирования, краёв коронки или имплантного уровня нужна вязкость ≤ 30 Па·с: масса заходит в суб-миллиметровые пространства под давлением шприца без разрыва плёнки. Высокий ТИ при этом обязателен — иначе материал вытечет из кармана ещё до снятия ложки. Лёгкие массы также требуют точного соотношения компонентов: отклонение от 1:1 по объёму меняет время отверждения и механические свойства готового оттиска.

Несущий слой и ложечная масса при разной вязкости

Путти и тяжёлая масса держат форму ложки и компенсируют усадку корригирующего слоя. Здесь критична высокая вязкость (≥ 300 Па·с) и жёсткость после отверждения (Шор A ≥ 60): под усилием при снятии ложка не должна деформироваться. ТИ здесь не критичен — материал и без него не вытекает из жёсткой ложки.

Двухэтапная против одноэтапной техники и поведение вязкости

В методе путти + вош вязкости слоёв должны различаться минимум на порядок: лёгкая масса вытесняет предварительный отпечаток только тогда, когда её сопротивление многократно ниже опорного слоя. В одноэтапной технике с двумя картриджами средней консистенции вязкости компонентов при рабочей температуре должны быть сопоставимы — иначе смеситель выдаст полосатую, неоднородную массу с переменным временем отверждения.

Практическая проверка вязкости

Инструментальный метод измерения вязкости

Ротационный вискозиметр с конической пластиной (CP-геометрия) или цилиндром Куэтта измеряет вязкость при строго заданной скорости сдвига. Для воспроизводимых результатов фиксируют: температуру 23 ± 0,5 °C, скорость шпинделя, время от начала замешивания до измерения. Тиксотропный материал «помнит» историю нагружения — один и тот же замер сразу после смешивания и через 2 минуты покоя даст существенно разные значения.

Экспресс-тесты вязкости без оборудования

  • Нитяной тест. Шпатель отрывают от поверхности свежесмешанной массы: нить 5–10 мм — норма для лёгкой консистенции; нить > 15 мм указывает на избыточную текучесть, её отсутствие при обрыве — на слишком высокую вязкость или начало отверждения.
  • Тест на сползание по ISO 4823. Шарик ~0,5 г на горизонтальном стекле: диаметр через 5 мин при 23 °C не должен превышать 40 мм для лёгкой консистенции.
  • Температурный контроль. Провести тест при 18 °C и 28 °C — перепад в 10 °C меняет вязкость силикона на 20–40 %. Если зимой масса шприцуется с трудом, а летом сползает — проблема в температуре, а не в партии материала.

Частые вопросы

Какая вязкость считается нормой для оттискного силикона лёгкой консистенции?

Для лёгкой (wash) консистенции типичный рабочий диапазон — 5–30 Па·с при скорости сдвига 10 с⁻¹ и температуре 23 °C. Вязкость выше 30 Па·с затрудняет введение шприцом в поддесневую борозду и повышает риск разрыва плёнки при снятии оттиска.

Чем тиксотропия отличается от снижения вязкости при нагреве?

Тиксотропия — зависимость от механической нагрузки (сдвига), а не от температуры. Тиксотропный материал восстанавливает вязкость за секунды после снятия сдвига при той же температуре. Снижение вязкости от нагрева обратимо только при охлаждении и не помогает контролировать сползание.

Зачем использовать вакуумный смеситель, если масса и так тиксотропна?

Вакуум устраняет поры, которые не удалить ручным замешиванием. Высокий сдвиг гомогенизатора равномерно распределяет катализатор, снижая разброс времени отверждения. Тиксотропия здесь работает на пользу: вязкость падает во время работы машины, компоненты смешиваются легче, а после остановки материал быстро восстанавливается для работы.

Можно ли по значению Шор A предсказать вязкость незатвердевшей массы?

Нет, прямой зависимости не существует. Шор A определяется степенью сшивки полимерной сети в твёрдом состоянии. Два материала с одинаковой вязкостью в жидком виде могут дать Шор A 30 и 65 — в зависимости от длины цепей и концентрации катализатора.

Как температура помещения влияет на вязкость силикона при работе?

Вязкость силикона снижается примерно на 2–3 % на каждый градус. При 28 °C масса существенно жиже, чем при 20 °C: время работы сократится, риск сползания возрастёт. В тёплых лабораториях рекомендуется выбирать более высокую консистенцию или охлаждать картриджи до стандартных 23 °C перед смешиванием.

Р
Редакция
Обновлено 11 октября 2026 г.