模型材料

第三章石膏材料

第一节概述

模型即是物体的阳模,口腔模型是记录口腔各部分组织形态及关系的阳模,由口腔阴模(印模)灌注而成。用于灌注模型的材料称之为模型材料。

口腔修复制作模型常用的材料主要包括熟石膏、人造石、超硬石膏、模型蜡等。此外还有用于带模整体铸造而灌注耐高温的模型材料（如磷酸盐），用于制作金属模型的银汞合金及低熔合金，用于颌面膺复体修复需要的硅橡胶等。目前我国使用的模型材料以熟石膏为主，精度要求较高的修复可采用人造石和超硬石膏。则以人造石和超硬石膏为主，另外还有超硬人造石、超硬精密人造石、木质纤维素石膏等材料。

无论哪种模型材料灌注出来的模型，都是作为制作各种修复体的工作模型或者作为研究和记录的记存模型。而作为制作修复体的工作模型，至少要求其能够完整、精确地复制出口腔组织的解剖形态。这些就对模型材料提出了一些严格的要求。理想的模型材料必须具备的性能要求有：

1．具有良好的流动性及可塑性只有良好的流动性，才能使其在灌注过程中充满印模的各个细微部分，也只有良好的可塑性，才能够使材料在印模中成型

并固化，复制出需要的模型。

2．具备适当的凝固时间凝固时间包括从灌注开始到模型脱出印模的时间。模型材料的基本凝固时间一般要求在30~60分钟为宜。

3．尺寸稳定性好、精确读高即要求材料凝固后模型体积变化小,尺寸稳定不变形,能精确复制出口腔组织的解剖形态和结构。

4．能耐热，抗压缩强度大、表面硬度要高即要求模型材料在修复体的制作过程中，能耐一定高温、高压而不破碎，模型表面的硬度能经受修复体制作的

磨损。

5．不与印模材料发生化学反应模型最终都要从印模中脱出，只要模型材料不与印模材料发生化学反应，才能保证模型容易从印模中脱出，并保持模型表

面的光滑。

6．塑制蜡型的材料应体积稳定、易于雕刻，常温下容易操作，加热后易被除去并不留残渣。

7．操作简便，来源丰富，价格低廉，储存方便，便于广泛应用。

第二节熟石膏

口腔临床所采用的熟石膏，又称煅石膏或半水石膏，是由生石膏经开放式加热脱水煅烧而成的β-半水石膏。其制作方法是将研磨成粉的生石膏，置于110~120℃的温度下，脱去一部分结晶水而得到。化学反应过程如下：

2(CaSO4 * 2H2O）→2(CaSO4 * 1/2H2O)+3H20

一、组成

熟石膏的主要成分为半水硫酸钙以及未脱水的生石膏、过度脱水的无水石膏及少量杂质。由于煅烧方法的不同，可得到ａ-半水硫酸钙或β-半水硫酸钙两种熟石膏。普通的熟石膏为β-半水硫酸钙。

半水石膏又称半水硫酸钙，即CaSO4 * 1/2 H2O约占75%~85%。

生石膏残存未脱水的生石膏，即CaSO4 * 2 H2O约占5%~8%。

无水石膏指过度脱水的无水硫酸钙，即CaSO4约占5%~8%。

杂质为碳酸钙、二氧化硅、硫化物等矿物质，约占4%左右。

二、凝固原理

熟石膏与水混合后，即发生水合反应，出现结晶凝固现象，最终又还原成白色不透明的二水硫酸钙——生石膏，并放出热量。其反应过程如下：

2(CaSO4 * H2O）+ 3H2O→2(CaSO4 * 2H2O)+Q

根据化学反应的理论值计算，100g熟石膏粉只需要加水18.6ml。但实际的需水量是理论值的2~3倍，即石膏粉100g应加水40~50ml。这是因为熟石膏的溶解度很低（0.9/100ml），只有与过量的水在一起才能达到一定的溶解度，并很快出现饱和状态而形成过饱和溶液，之后结晶会在过饱和溶液中析出的针状二水硫酸钙晶体不断聚集在核心周围，彼此交联成网，最终凝固成为致密坚硬的固体。在整个反应过程中，二水硫酸钙不断析出晶体，半水硫酸钙不断进行水合生成二水硫酸钙，随着二水硫酸钙的沉淀与结晶生成，新的半水硫酸钙又不断通过溶液进行水合作用，反应向着生成物方向移动，直到半水硫酸钙全部转化生成二水硫酸钙为止。

熟石膏基本凝固后，多余的水会暂时凝结在晶体之间，以后会逐渐挥发从而使石膏的强度增加。当混合的水越多时，相对二水硫酸钙结晶核减少，凝固的时间延长，结晶间的相互交结现象也减少，结晶的固体也越松脆，加上多余的水挥发后，会形成更多的孔隙，材料的强度便会降低。

凝固反应过程中，因为受到熟石膏本身质量、粉水比例、环境温度、调拌器械的清洁与否、调拌时间及速度等方面的影响，凝固速度、凝固后材料的强度等都会不尽相同。

三、性能

（一）凝固时间

熟石膏的凝固过程一般可以分为初凝和终凝两个阶段。从调和开始计算，初凝的时间一般为8-16分钟，这一阶段石膏表面失去光泽，不易破碎，但可用刀切削；终凝的时间一般为40-60分钟，这时石膏固体已经比较坚硬，不易被器械修整。石膏的凝固时间受到下列因素的影响：

1．熟石膏粉的质量熟石膏在制造过程中，由于煅烧温度和时间的控制掌握不同，其组成比例会有一定差异。若加热脱水不够，其中含生石膏成分就较多，作为凝固的

核心也就较多，其凝固速度就会加快，反之若加热脱水过度，其中含硬石膏（即无

水硫酸钙）成份就比较多，其凝固的速度就会缓慢，甚至不凝固。另外熟石膏粉在

运输和储藏过程中若受潮吸水变性，也会使得凝固时间延长，甚至不能凝固。

影响熟石膏质量的因素一般有：

（1）生石膏的质量：生石膏的纯度高、杂质少才能保证制得熟石膏的质量好。

（2）加热脱水的温度、时间：加热温度、时间不够，生石膏的含量较多；加热温度过高、时间过长，其含无水石膏的量就多。

（3）熟石膏的生产制作工艺：一般在制作工艺上以提高石膏的纯度为主，也可用石膏硬化剂代替水进行调和，或在模型表面直接涂层来提高石膏表面硬度、光洁

度。

2．熟石膏粉与水的调和比例正确的调和比例既能保证石膏模型具有足够的强度，又能给操作者充足的操作时间。若水量过多，凝固时间延长，抗压度和表面硬度明显