ABSTRACT A composite material, which properties are similar to the commercial material Krion®, was manufactured using polymethyl methacrylate (PMMA) syrup, alumina trihydrate (ATH) and natural mineral fillers (CMN). For this purpose, composites have been manufactured in 2 stages: In first stage, free radical polymerization of methyl methacrylate (MMA) was carried out to obtain syrup of polymethyl methacrylate. Polymerization parameters were determined in order to avoid autoacceleration effect and to get syrup which PMMA conversion avoids precipitation of ATH particles. In second stage, composite samples were manufactured using the obtained syrup, ATH and CMN particles and, then, they were tested in order to determine suitable parameters to get similar properties to Krion®. It has been proved that syrup must have a MMA to PMMA conversion between 20% and 25% to avoid autoacceleration effect and precipitation of ATH particles. To obtain such syrup, polymerization must be carried out using 0,1% of benzoyl peroxide (PBO) y 0,2% of ethylene glycol dimercaptoacetate (EGDM) at 85°C during 90 minutes. Similarly, to get composites which properties are similar to Krion®, the manufacturing parameters of a PMMA composite reinforced with ATH and CMN particles are: 40% syrup / 60% ATH / %CMN variable according to the type of filler, 0,1% of additional PBO, 2,0% ethylene glycol dimethacrylate (EGDMA) y curing time 13 hours inside a furnace at 85°C. Properties of the composite that has been manufactured under these conditions and only contains ATH filler are: flexural resistance of 53 MPa, flexural elastic modulus of 8054 MPa and hardness of 91 HRM. Esthetic quality improves with the incorporation of CMN but mechanical properties decrease.
RESUMEN Se desarrolló un material compuesto a partir de un jarabe de polimetilmetacrilato (PMMA), trihidróxido de aluminio (ATH) y cargas minerales naturales (CMN) con propiedades similares al material comercial Krion®. Con este propósito, se fabricaron materiales compuestos en dos etapas: En la primera etapa, se realizó la polimerización parcial, en masa, vía radicales libres del metacrilato de metilo (MMA) para obtener un jarabe de polimetilmetacrilato y se determinaron los parámetros de la polimerización necesarios para evitar el efecto de autoaceleración y, al mismo tiempo, lograr un jarabe de un porcentaje de conversión de PMMA capaz de evitar la sedimentación de partículas de ATH. En la segunda etapa, se fabricaron y caracterizaron diversas muestras de materiales compuestos a partir de la mezcla del jarabe de PMMA obtenido anteriormente, partículas de ATH y CMN, con el propósito de determinar los parámetros adecuados para lograr propiedades similares al Krion®. Se ha demostrado que, para evitar la autoaceleración y la sedimentación de ATH, se debe lograr un jarabe con un porcentaje de conversión de MMA en PMMA entre 20% y 25% en peso y la polimerización parcial debe realizarse con 0,1% en peso de peróxido de benzoilo (PBO) y 0,2% en peso de etilenglicol dimercaptoacetato (EGDM) a 85°C durante 90 minutos. Similarmente, para obtener propiedades similares al Krion®, los parámetros para la fabricación de un material compuesto de PMMA reforzado con partículas de ATH y CMN son: 40% jarabe / 60% ATH / %CMN variable según el tipo de carga, 0,1% en peso de PBO adicional, 2,0% en peso de etilenglicol dimetacrilato (EGDMA) y 13 horas de curado en un horno a 85°C. Las propiedades del material compuesto con solo ATH fabricado bajo estas condiciones son: 53 MPa de resistencia a flexión, 8054 MPa de módulo elástico en flexión y 91 HRM de dureza. La calidad estética mejora con la incorporación de CMN pero las propiedades mecánicas disminuyen.