Effect of polyacid aqueous solutions on photocuring of polymerizable

E-mail address:
[e-mail] (E. Andrzejewska).

---

covalent crosslinks to resin phase after curing. Like their
self-curing counterparts, RMGI contain glasses of the
calcium fluoro-aluminosilicate type. These glasses have
two roles: they act as the source of crosslinking ions for the
acid – base process, and as filler for the resin phase. Water is
included in the formulation to promote the neutralization
reaction, but is present at reduced levels compared with the
self-curing cements. The curing of the resin part of RMGIs
is mainly initiated photochemically using visible light and a
camphorquinone-based photoinitiating system; it may be
induced also chemically, by the use of benzoyl peroxide
with amine accelerator.
Setting chemistry is complicated for RMGIs because the
photochemical polymerization and the acid – base reaction
affect each other. The rate of the acid – base process will be
reduced in the presence of organic components, and also by
reduced diffusion coefficients of the reactants through the
crosslinked network. On the other hand, the photochemical
reaction will be affected by the polar nature of the acid –
base medium. Thus, the presence of a polar polyacid
molecule in water is likely to alter the rate of the
polymerization reaction, though it is still not clear whether
or not it is disadvantageous
[1]
.
During polymerization at human body temperature,
HEMA can reach conversions about 89 – 90%
[4]
,
depending on other reaction conditions (initiator con-
centration, initiating light intensity, presence of oxy-
gen). Since HEMA concentration in RMGIs is 21 – 41%
[2]
, its polymerization rate may be lowered due to
dilution effect; the degree of conversion may also be
altered. The cured RMGIs were found to release
measurable levels of HEMA
[5]
. This unreacted
monomer could leach into the body, where various
fates are possible. Thus, the important problem is,
whether other organic components of RMGI, like
polyacids used, will additionally retard HEMA polym-
erization or will exert a positive effect on the curing
process. Increasing the degree of conversion would be
quite beneficial, since the amount of leachable monomer
would be decreased.
The aim of this work was to find the effect of aqueous
solutions of polyacids on photochemically initiated polym-
erization of HEMA and a multifunctional monomer under
various polymerization conditions (atmosphere, photoini-
tiating system), so the multifunctional monomer triethyle-
neglycol dimethacrylate (TEGDMA), widely used in
photocurable dental resins, was chosen. The acids investi-
gated were PAA (45 wt% solution) and a liquid (acid-
containing) component of a commercial glass ionomer
cement.
2. Materials and methods
2.1. Materials
HEMA (Merck-Suchard; purity . 97%) and TEGDMA,
(Aldrich; purity . 90%) were purified from inhibitor before
use by column chromatography on basic alumina. PAA
(mol. weight 2000) was supplied by Aldrich. The liquid
component of a commercial glass ionomer cement, which
contained the mixture of poly(maleic anhydride) and PAA
or a copolymer of the two starting monomers and water was
from Adhesor Carbofine, Dental a.s. Praha, batch no.
220557. It has been abbreviated as AC. Camphorquinone
(CQ) was from Aldrich and 2,2-dimethoxy-2-phenylaceto-
phenone (DMPA) was from Ciba. As coinitiators for CQ,
N
,N-dimethyl-p-toluidine (DMT, Aldrich) and 2-mercapto-
benzoxazole (MBO, Aldrich) were used.
2.2. Methods
The polymerizations were monitored by differential
scanning calorimetry (DSC). DSC 605M (UNIPAN-
TERMAL, Warsaw) instrument equipped with a lid