Yazarlar: Doğu Ömür Dede, Utku Kürşat Ercan, Ahmet Serkan Küçükekenci, Çiğdem Kahveci, Gizem Dilara Özdemir, Bora Bağış

Yayın: Dede, Ö. D.; Ercan, U. K.; Küçükekenci, A. S.; Kahveci, Ç.; Özdemir, G. D.; Bağış, B. Influence of non-thermal plasma systems and two favorable surface treatments on the shear bond strength of PAEKs to composite resin. Journal of Adhesion Science and Technology, 2022, 36 (7), 748-761. doi:10.1080/01694243.2021.1936784.

Yayının tamamı için: https://www.tandfonline.com/doi/full/10.1080/01694243.2021.1936784

Polietereterketon (PEEK) ve polieterketonketon (PEKK), fonksiyonel eter veya keton grupları ile birbirine bağlanan aromatik benzen moleküllerinden oluşan poliarileterketon (PAEK) ailesi içinde en popüler yüksek performanslı yarı kristalize termoplastik polimerlerdir. Biyouyumlulukları ve kemik benzeri mekanik özellikleri nedeniyle, (diş) implantları için büyük ilgi görmektedirler. Aynı zamanda maddelerin fiziksel ve kimyasal inertliği bunların işlenmesinde zorluklara neden olmaktadır.

Aşağıdaki metin, termal olmayan plazmanın (NTP) kompozit reçinede PEEK ve PEKK'nin kayma adezyonu ve yüzey pürüzlülüğü üzerindeki etkisini araştırmayı amaçlayan bu çalışmayı özetlemektedir. Polimerler kısmen kum püskürtme veya sülfürik asitle aşındırma yoluyla ön işleme tabi tutulmuştur. Karşılaştırma için işlenmemiş malzemeler kontrol grubu olarak kullanılmıştır.

Çalışmada, NTP iki teknolojiye dayalı olarak üretilmiştir: Dielektrik bariyer deşarjı (DBD) ve piezobrush® PZ2 ile piezoelektrik doğrudan deşarj (PDD). 

Şekil 1. Dielektrik bariyer deşarjına (sol) ve piezobrush® PZ2 piezoelektrik doğrudan deşarja (sağ) dayalı NTP üretimi.

300'e yakın PEEK ve PEKK malzemenin (7 mm x 7 mm x 3 mm) ön işlemi 9 farklı gruba ayrılmıştır. Bunlar bir kontrol grubu ve malzemelere sadece plazma (DBD ve PDD), silika kaplı alüminyum oksit partikülleri ile kumlama ve yüksek konsantrasyonlu sülfürik asitle aşındırma yoluyla ön işlemler uygulanan gruplardır. Ayrıca kumlama ve asitle aşındırmanın farklı plazma türleriyle kombine edildiği gruplar oluşturulmuştur.

PEEK için en yüksek kesme bağ kuvveti, 20.29 ± 2.31 MPa (kontrol grubu değeri: 8.54 ± 0.81 MPa) değeriyle sülfürik asitle aşındırılmış malzemelerde elde edilmiştir. PEKK için kesme bağ dayanımını 18,91 ± 1,09 MPa'ya çıkaran (kontrol grubu değeri 8,68 ± 0,61) kumlama işlemi en etkili yöntem olarak belirlenmiştir. piezobrush® PZ2 ile yapılan işlemin sonuçları 11,37 ± 0,53 MPa (PEEK) ve 11,28 ± 1,11 MPa (PEKK) olarak tespit edilmiş ve kontrol grubuna göre değerlendirildiğinde önemli bir artış sağladığı gözlenmiştir. DBD ile üretilen plazma önemli bir artış sağlamamıştır. Plazma ile kumlama ve plazma ile aşındırma kombinasyonları da kesme bağ kuvveti değerlerini artırmıştır.

PEEK ve PEKK'nin yüzey pürüzlülüğü her iki polimer için de sadece kumlama yapıldığında artmış, PDD ve DBD işlemleriyle ise artmamıştır. Asitle aşındırma işleminden sonra, yüzey pürüzlülüğü daha da azalmıştır. Plazma işleminin tek başına polimerlerin temel yapısını değiştirmediği, oysa kumlama işleminin güçlü bir pürüzlendirme etkisine sahip olduğu dikkat çekicidir. Asitle aşındırma bu düzensizlikleri tersine çevirme eğiliminde olmakla birlikte takip eden PDD işleminden sonra yüzeyde küçük boşluklar oluştuğu görülmüştür (bkz. Şekil 2'deki SEM görüntüleri, sağ alt köşe [I]).

Şekil 2. Yüzey işlemlerinden sonra PEEK'in SEM görüntüleri. (A) kontrol grubu; (B) DBD; (C) PDD; (D) kumlama; (E) kumlama + DBD; (F) kumlama + PDD; (G): asitle aşındırma; (H): asitle aşındırma + DBD; (I): asitle aşındırma + PDD.

Kesme bağ dayanımını artırmak için bilinen kumlama ve asitle aşındırma yöntemleriyle iyi sonuçlar elde edilebilmektedir. Bununla birlikte, invaziv ve toksik özellikleri, klinik uygulamalar için genellikle kritiktir. Plazma burada yardımcı olabilecek bir alternatiftir. Özellikle, piezobrush® PZ2 ile işlem, bu çalışmada kesme bağ kuvvetinde önemli bir artışa yol açmıştır. Sarf malzemeleri ihtiyacının da ortadan kalması sağlanabilecektir.