Propriedade dos materiais dentários

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Curso: Odontologia Disciplina: Materiais Dentários 
Material de Apoio 
 
PROPRIEDADES DOS MATERIAIS ODONTOLÓGICOS 
As propriedades dos materiais odontológicos podem ser classificadas em propriedades físicas, propriedades 
mecânicas, propriedades químicas, propriedades biológicas, propriedades estéticas e propriedades diversas. 
PROPRIEDADES MECÂNICAS 
O estudo das propriedades mecânicas implica no exame das relações entre um corpo, constituído de determinado 
material, e as forças que atuam sobre o mesmo, assim como as consequências dessas relações. 
Obviamente, diferentes materiais respondem diferentemente à aplicação dessas forças. Então, como poderemos 
comparar o desempenho dos materiais em diferentes aplicações? Para isso, precisamos de algum padrão de 
comparação que é independente de tamanho e forma do material. Tendo um padrão, é possível comparar as 
propriedades dos diferentes materiais e prever o comportamento dos objetos. 
As bases para tal padrão objetivo são as propriedades chamadas tensão e deformação. A descrição das propriedades 
mecânicas dos materiais está baseada nelas. 
Tensão e Deformação 
Se tentarmos afastar, por meio de uma força externa ou carga, um átomo do seu retículo espacial, haverá uma 
reação de todo o conjunto, e que tende a manter o mesmo em posição, ou o faz voltar à posição primitiva existente 
antes da aplicação da força externa. Disto se deduz que as partículas constituintes de um corpo reagem à ação de 
uma força externa, por uma reação que é chamada tensão. 
Então, quando uma força externa, a força peso, por exemplo, atua sobre um corpo, provoca uma reação de igual 
magnitude e de direção contrária chamada de tensão. Tensão é a força interna que se opõe à força externa, também 
chamada de carga. Pode-se definir a tensão como a intensidade da força interna, ou componente de força, que atua 
sobre um plano determinado (área). 
Desta forma, quando o dentista coloca uma coroa de liga de ouro em um dente, ele sabe que quando o paciente 
morde sobre ela, haverá um deslocamento de átomos em função da reação que o material apresenta à carga 
mastigatória. Mas o interesse real do dentista é na reação total que esta coroa irá apresentar durante o seu uso 
clínico. Assim, o que lhe interessa é saber se houve mudança da forma ou se essa coroa fraturou devido às cargas a 
que ficou exposta. 
Conforme a magnitude da carga ou tensão correspondente poderá a mesma superar ou não a oposição dos átomos. 
Se a reação à carga, por meio da tensão, for superada, teremos o aparecimento de deformações. Deformação de um 
corpo é a alteração de suas dimensões, por unidade de dimensão (dimensão total). 
As cargas são inicialmente insuficientes, em magnitude, para provocar deformações do corpo. Com o aumento na 
magnitude dessa carga, haverá o aparecimento de deformações, o que indica que a reação interna foi superada. As 
deformações poderão ser de dois tipos: 
Elásticas: quando desaparecem pela remoção das forças que a produziu, o que deixa implícito o retorno do corpo às 
dimensões existentes antes da aplicação da carga, bem como o restabelecimento das distâncias que havia entre os 
átomos. 
Plásticas ou Permanentes: são as deformações residuais da estrutura, ou que se verificam após cessar a ação da 
força externa que as produziu. 
Tipos de tensões e deformações 
Em relação à direção, as tensões podem ser classificadas em três tipos. 
Se as cargas forem axiais (no sentido do longo eixo) e aplicadas nos extremos do corpo, numa mesma direção, 
porém em sentidos divergentes, tendendo a distender o corpo, as cargas serão ditas de tração e as tensões 
induzidas no corpo chamadas de tensões de Se as cargas forem aplicadas de modo a tenderem comprimir o corpo, 
as cargas serão chamadas de compressão, e as tensões induzidas pelas mesmas serão chamadas de tensões de 
compressão. 
Se as cargas forem aplicadas de modo a provocar uma torção da substância, como é o caso das forças aplicadas em 
um corpo em sentido contrário e em direções diversas, ter-se-á a indução de tensões de torção, comumente 
chamadas de tensões de cisalhamento. 
Na realidade, as tensões de tração, de compressão e de cisalhamento apresentam-se geralmente em conjunto, sob a 
forma de tensões complexas, como é o caso das próteses fixas, quando em função na mastigação. 
Relações entre tensão e deformação 
Tensão e deformação não são propriedades independentes ou não relacionadas, mas estão intimamente ligadas e 
podem ser vistas como um exemplo de causa e efeito. 
Limite de Proporcionalidade 
Segundo a Lei de Hooke, as tensões são diretamente proporcionais às deformações durante as deformações 
elásticas. Então, quando se aplica uma carga a um material, este deverá presentar uma deformação proporcional à 
carga. Porém, há um momento em que a carga atinge um nível em que a deformação deixará de ser proporcional 
para ser progressivamente maior. Isso ocorre quando é atingido o limite de proporcionalidade do material. 
O limite de proporcionalidade pode ser definido, então, como a maior tensão capaz de ser suportada por uma 
estrutura até a qual as tensões sejam proporcionais às deformações respectivas. 
 
Tensão de tração: Mesma direção e sentidos divergentes Tensão de compressão: Mesma direção e sentidos convergentes 
 
 
Tensões Complexas: Ao mesmo tempo em que há tensão de compressão, há de tração. 
 
Se agirmos de modo inverso, ou seja, libertando um material de tensões, após cada incremento destas, verifica-se 
que as deformações, até determinado ponto são elásticas, isto é, recupera suas dimensões originais. Verifica-se, 
porém, que ultrapassada uma tensão determinada, a recuperação não será total, ou seja, a elasticidade não é 
completa e o material apresenta deformações plásticas ou permanentes. Esta tensão máxima, além da qual a 
recuperação do material não é total, advindo à deformação permanente, determina o limite de elasticidade, 
podendo ser definido como a tensão máxima capaz de ser suportada por uma substância de modo que, removida a 
carga, o material retorne às suas dimensões originais. 
Deve-se lembrar, a esta altura, o conceito inadequado que muitos têm relativamente à elasticidade. Que seria mais 
elástico: o aço ou a borracha? O aço. Sim, pois o limite de elasticidade do aço é maior que o da borracha. Substância 
elástica é aquela capaz de resistir à ação de tensões de considerável magnitude, sem deformar-se 
permanentemente. 
Flexibilidade é a propriedade apresentada por determinadas substâncias, de ser possível de grandes deformações 
elásticas, com tensões de magnitude relativamente pequena. Daí dizer-se que a borracha é mais flexível que o aço. 
Para aumentar o entendimento do conceito de elasticidade e verificar o que ela significa para dois materiais que 
apresentam elasticidades diferentes, imagine duas molas, sendo uma mais rígida do que a outra. A mola 2 é mais 
rígida do que a mola 1; assim, quando as duas são submetidas a cargas iguais, a mais rígida é estendida em menor 
quantidade. Dobrando-se a quantidade da carga, as molas estendem-se o dobro. Triplicando a carga, estendem-se o 
triplo. Dessa forma, podemos ver que, independente da carga aplicada para cada mola, a proporção de extensão é a 
mesma para cada mola. Entretanto, as deformações das duas molas são diferentes. Isso porque uma é mais elástica 
do que a outra. 
 
Figura 2-5 - Diferença de elasticidade em duas molas com rigidez diferente 
Módulo de Elasticidade 
A relação entre a Tensão e a Deformação, para o intervalo de tensões que vai até o limite de proporcionalidade é 
conhecida como Módulo de Elasticidade. Ela pode ser definida como: 
ME-Tensão/deformação 
Conclui-se que quanto menor for a deformação para uma determinada tensão,maior será o valor do módulo de 
elasticidade. Quando você tem um baixo módulo de elasticidade, isso é uma característica de um material flexível, 
ou seja, uma tensão aplicada produziu uma grande deformação. Já quando se tem um módulo de elasticidade alto, 
temos um material elástico, pois uma tensão aplicada produziu uma pequena deformação. 
 
Figura 2-6 - Diferença no módulo de elasticidade 
 
Até agora, a discussão prendeu-se às forças mecânicas que eram aplicadas de forma constante e por um período de 
tempo arbitrário e longo (forças estáticas). Nos dentes, durante a mastigação, não é este o tipo de força atuante. 
Assim, ela perdura por alguns momentos e é criada devido ao movimento da mandíbula sobre a maxila (forças 
dinâmicas). Quando da ação de tensões dinâmicas, propriedades outras são ainda exigidas da estrutura em questão. 
Resiliência 
Resiliência é a quantidade de energia absorvida por uma estrutura quando sofre a ação de tensões não superiores ao 
seu limite de proporcionalidade. Quando um acrobata cai ou salta do trapézio para a rede, a energia de sua queda é 
absorvida pela resiliência da rede. 
A força responsável pela deformação de uma restauração dentária é aquela devida ao ato de mastigação e que atua 
sobre a estrutura do material restaurador. A magnitude de deformação desta estrutura será determinada pelas 
tensões induzidas. Na maioria das restaurações odontológicas, a presença de grandes deformações não é 
recomendada em função do perigo de provocar danos aos dentes. É por essa razão que o material restaurador deve 
mostrar certa resiliência para permitir que, mesmo quando submetido a tensões de magnitudes consideráveis, as 
deformações resultantes sejam muito limitadas. 
A resiliência está intimamente ligada ao impacto. 
Impacto 
O termo impacto é usado para descrever a colisão de um objeto em movimento contra um parado. Como o processo 
de mastigação possui valores de velocidade e massa envolvidos, ele também pode ser considerado como uma 
situação de impacto. 
Sabe-se que um objeto em movimento possui uma quantidade conhecida de energia cinética. Se o objeto que 
recebe o impacto não se deforma permanentemente, ele deve ter a capacidade de armazenar a energia de colisão 
de uma maneira elástica. Esta habilidade é a resiliência. 
Há um ponto em que se aplicando a carga de proporcionalidade, a deformação passa a ser imprevisível e se 
encaminha à fratura, estando na dependência de cada material. Nesse caso, as tensões não são mais proporcionais 
às deformações. Se a carga é removida em qualquer ponto, antes da fratura, a tensão resultante desta carga volta a 
ser zero. Porém, a deformação não é igual a zero. É por isto que se um fio ou outra estrutura for submetido àquela 
tensão, não retornará à suas dimensões originais. Neste caso, o fio ficaria dobrado, estirado ou deformado. 
Resistência 
Resistência é a tensão máxima necessária para fraturar uma estrutura. Ela pode ser chamada de resistência: à 
tração, à compressão ou ao cisalhamento, dependendo do tipo predominante de tensão envolvida. Outra 
denominação é a Tenacidade, ou seja, a propriedade de ser difícil de quebrar. 
A resistência à tração é conceituada como a tensão máxima que a estrutura pode suportar antes da sua fratura. Um 
material friável é aquele que tem pouca resistência. 
A resistência à tração pode ser avaliada por meio da ductilidade. Esta é a propriedade que apresentam certas 
substâncias de resistir a grandes deformações plásticas, quando sob tensões de tração. Substância dúctil é, pois, 
aquela capaz de sofrer deformações permanentes, relativamente grandes, quando sob tensões de tração, sem 
fraturar-se (fios). 
Maleabilidade, por sua vez, é a propriedade de certos corpos resistirem a grandes deformações, quando sob a ação 
de tensões de compressão, sem que ocorra ruptura. Substância maleável é, pois, aquela capaz de apresentar 
grandes deformações permanentes sob tensões de compressão, sem fraturar-se. 
A ductilidade indica a causa, o motivo da fratura de uma prótese fixa, prótese removível ou restauração metálica 
fundida. A falta de ductilidade, antes que possa ocorrer a fratura é que nos diz a causa desta. A substância dúctil 
deforma-se consideravelmente antes que ocorra a fratura, o que poderá constituir um inconveniente, desde que 
uma deformação irá provocar uma alteração na oclusão da prótese, deslocando o equilíbrio de forças entre os 
dentes. Por outro lado, essa propriedade será importante quando da necessidade de adaptar ou contornar um 
grampo de prótese removível, um fio de ortodontia, que são situações em que se exigem deformações maiores do 
que a correspondente ao limite convencional de escoamento. Assim, se a substância for dúctil irá deformar-se, 
porém não fraturará. 
A fragilidade é considerada o oposto da resistência. Assim, por exemplo, o vidro é friável à temperatura ambiente, já 
que ele não se dobra apreciavelmente sem fraturar-se. Em outras palavras, um material frágil tende a se fraturar 
próximo ao seu limite de proporcionalidade. As substâncias frágeis deformam-se pouco antes que ocorra a fratura. 
Fadiga 
Caso o material seja submetido as cargas cíclicas ou repetidas, com valores de tensão bem abaixo daqueles 
correspondentes à resistência limite, eles podem produzir falhas na estrutura. Este tipo de falha é a fadiga. Durante 
o ato da mastigação, centenas de tensões cíclicas também são induzidas a um material restaurador. 
Dureza 
Dureza é uma propriedade de conceituação difícil. Pode ser interpretada como a resistência à deformação 
permanente, ou a resistência à penetração, a resistência ao corte ou a ser riscado, ou ainda resistência ao desgaste. 
Em odontologia, a dureza baseia-se mais na resistência à penetração, apesar dessa grandeza ser frequentemente 
usada para definir a habilidade de um material em resistir à abrasão. Entretanto, a abrasão excede este tipo de 
definição, pois seu mecanismo é complexo e envolve a interação de numerosos fatores. A resistência à abrasão de 
materiais deve ser verificada dentro de uma mesma classificação, como por exemplo, a de uma marca de cimento 
com outra do mesmo tipo. 
Existem muitos testes para a dureza da superfície. A grande maioria está baseada na capacidade do material de 
resistir à penetração de uma ponta com carga específica. Quanto maior a penetração da ponta, menor a dureza; 
quanto menor a penetração, maior a dureza. 
 
Brinell, Knoop Vickers 
REOLOGIA 
 
Até o momento, a discussão das propriedades dos materiais usados em odontologia foi relacionada com as 
substâncias sólidas, submetidas a vários tipos de tensões. Entretanto, muitos destes materiais são líquidos em algum 
estágio de sua aplicação odontológica. Além do mais, o sucesso ou falha de um determinado material está na 
dependência de suas propriedades no estado líquido, tanto quanto de suas propriedades no estado sólido. Assim, 
mais tarde, iremos estudar materiais, como cimentos e materiais de moldagem, que se transformam de líquido em 
sólido na boca. Já os gessos usados na fabricação de modelos e troqueis, além das ligas para fundição, são materiais 
que são convertidos em líquidos para depois formar estruturas sólidas fora da boca. Materiais amorfos, como as 
ceras e as resinas, que aparentam ser sólidos, nada mais são do que líquidos super-resfriados que se deformam em 
função da plasticidade ou escoamento sob a presença de tensões pequenas e aplicadas gradualmente. Finalmente, 
existem materiais que são usados como líquidos, como as pastas profiláticas, dos dentifrícios e das soluções e géis 
para condicionamento ácido do esmalte. A maneira pela qual estes materiais deformam ou escoam quando 
submetidos a tensões é muito importante para o seu uso em odontologia.A reologia é o estudo do escoamento dos materiais. Um estudo das propriedades reológicas dos líquidos ou pastas, 
normalmente envolve a medida da viscosidade. 
A viscosidade é uma medida da consistência de um fluido e sua inabilidade para escoar. Assim, um material de pouca 
viscosidade requer somente uma pequena pressão para produzir um alto escoamento, enquanto um material mais 
viscoso requer uma pressão maior para produzir um pequeno escoamento. Um fluido altamente viscoso escoa 
vagarosamente devido à sua alta viscosidade. Este conceito é familiar para qualquer pessoa que compara as 
propriedades do escoamento da água com aquelas do melaço. 
Existem materiais que se comportam de forma diferente em relação à viscosidade, como mostra a figura: 
 
Gráfico Tensão/Deformação para fluidos exibindo diferentes tipos de comportamento reológico 
 
A viscosidade de substâncias que têm uma relação linear entre a força de tensão e deformação são chamadas de 
Newtonianas. Esse comportamento ocorre com a água, que é tido como padrão. Quando viramos um copo com 
água, ela escoa proporcionalmente à velocidade de movimentação do copo. 
Alguns materiais dentários exibem um comportamento pseudoplástico. Suas viscosidades diminuem com o aumento 
da velocidade de deformação por cisalhamento. Esse comportamento é característico da massa de bolo. Quanto 
mais rápido batemos o bolo, mais fácil e mais homogênea fica a massa. 
Os líquidos que apresentam uma tendência contrária são chamados dilatantes. Eles tornam-se mais rígidos quando a 
velocidade de deformação aumenta. É o caso da clara que é batida em neve. Quanto mais batemos a clara, mais 
firme ela fica. 
Finalmente, alguns tipos de materiais comportam-se como corpos rígidos até que se atinja um valor mínimo de 
tensão de cisalhamento. Estas substâncias são chamadas de plásticos. O catchup é um exemplo bastante conhecido, 
pois é necessária uma batida forte no fundo da garrafa para que a massa de tomate escoe. 
No caso dos materiais odontológicos, comportamentos newtonianos e pseudoplásticos são comumente 
encontrados, enquanto que dilatantes são mais raros. 
A viscosidade dos materiais sofre também a influência da temperatura. A viscosidade da maioria dos líquidos diminui 
rapidamente com o aumento da temperatura. Ela também está na dependência de deformações prévias do líquido 
e, neste caso, eles são conhecidos como tixotrópicos. As pastas dentais para profilaxia são usualmente tixotrópicas. 
Se elas forem agitadas rapidamente e medir-se a sua viscosidade, será obtido um valor inferior àquele que se obteria 
se o material fosse deixado em repouso por várias horas. 
Elasticidade e Viscoelasticidade 
Quando o material recebe uma carga e após a remoção dela recupera a sua dimensão original, ele é elástico. Porém, 
se a recuperação dessa posição é lenta, ou se um grau de deformação permanente persiste, o material é visco 
elástico. 
Quando uma carga é aplicada a uma sanfona, que representa um material viscoso, ela se abre vagarosamente, 
sendo que a deformação ocorre em função do tempo em que a carga é aplicada. Quando a carga é removida, a 
sanfona permanece aberta e nenhuma recuperação ocorre. Quando esses materiais são colocados em série, a 
aplicação da força causa a extensão imediata da mola, seguida pela abertura vagarosa da sanfona. Com a remoção 
da carga, a mola recupera seu comprimento original, mas a sanfona permanece distorcida. A quantidade da 
distorção depende da carga aplicada e do tempo que a carga permanece aplicada. 
Quando a mola e a sanfona são colocadas em paralelo, a aplicação da carga causa a abertura vagarosa da mola sobre 
o efeito amortecedor da sanfona. Após a remoção da carga, a sanfona e a mola vagarosamente recuperam sua 
posição original sobre a influência elástica da mola, amortecida pela sanfona. Alguns materiais odontológicos 
apresentam as características das ligações em paralelo e outros com ligações em série. 
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Fonte: 
Adaptado de Manual de MATERIAIS DENTÁRIOS; Profª Drª Fernanda Panzeri Pires de Souza 
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BIBLIOGRAFIA 
ANUSAVICE, KENNETH J. PHILLIPS, MATERIAIS DENTÁRIOS. 11ª. Edição. RIO DE JANEIRO: ELSEVIER, 2005. XVIII, 764P. 
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O’BRIEN, W. J. – Physical Properties In: ________ Dental Materials and their Selection. Chicago, Quintessence Books, 2ª ed, 1997 p. 13-17. 
VIEIRA, D. F. – Propriedades Mecânicas In: ________ . Propriedades dos Materiais Odontológicos. São Paulo, EDUSP, 1ª ed, 1965 p. 3-89. 
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