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ANÁLISIS COMPARATIVO DE LAS
PROPIEDADES DEL YESO DENTAL TIPO IV
TRADICIONAL FRENTE A MEZCLAS CON
POLÍMEROS ESTIRENO-ACRÍLICOS EN
BASE ACUOSA

COMPARATIVE ANALYSIS OF THE PROPERTIES OF

TRADITIONAL TYPE IV DENTAL GYPSUM VERSUS

MIXTURES WITH WATER
-BASED STYRENE-ACRYLIC
POLYMERS

Verónica Villegas Crespo

Universidad Nacional de Cuyo. Facultad de Odontología. Carrera de Especialización en
Prostodoncia.

Juan Carlos Albera

Universidad Nacional de Cuyo. Facultad de Odontología. Carrera de Especialización en
Prostodoncia.
pág. 6938
DOI:
https://doi.org/10.37811/cl_rcm.v9i5.20084
Análisis comparativo de las propiedades del yeso dental tipo IV tradicional

frente a mezclas con polímeros estireno-acrílicos en base acuosa

Verónica Villegas Crespo
1
vvillegas
@fodonto.uncu.edu.ar
https://orcid.org/0009-0004-8565-6945

Universidad Nacional de Cuyo. Facultad de
Odontología. Carrera de Especialización en
Prostodoncia.

Argentina

Juan Carlos Albera

jcalbera79@gmail.com

https://orcid.org/0009-0003-9598-9914

Universidad Nacional de Cuyo. Facultad de
Odontología. Carrera de Especialización en
Prostodoncia.

Argentina

RESUMEN

En este estudio se evaluó el impacto de la incorporación de polímeros estireno-acrílicos en proporciones
variables (12.5% y 25%) sobre propiedades de yesos dentales tipo IV, incluyendo expansión lineal de
fraguado, dureza, resistencia flexural, y reproducción de detalles. Se siguió la normativa ISO 6873:2013,
que dicta la forma de medir las propiedades de los yesos dentales. Resultados obtenidos: en cuanto a la
Dureza si bien se observó un incremento numérico, no hubo diferencias estadísticamente significativas
(P > 0.05); respecto a la Expansión lineal de fraguado, la adición de polímero redujo significativamente
la expansión (P < 0.05), mejorando la estabilidad dimensional. Contrario a lo esperado, la Resistencia
flexural en los grupos adicionados con el polímero, mostró una disminución significativa en
comparación con el yeso tradicional (sin diferencias entre 12.5% y 25%). Finalmente, la Reproducción
de detalles cumplió con estándares aceptables, sin cambios notables por el polímero. La adición de
polímeros estireno-acrílicos mejora la estabilidad dimensional y muestra tendencias positivas en dureza
y copia de detalles. Estos hallazgos sugieren un balance complejo entre beneficios y limitaciones,
resaltando la necesidad de optimizar la formulación para lograr un equilibrio óptimo en las propiedades
mecánicas y dimensionales del yeso dental tipo IV.

Palabras clave: Yeso dental tipo IV; polímeros estireno-acrílicos; propiedades mecánicas

1 Autor principal

Correspondencia:
vvillegas@fodonto.uncu.edu.ar
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Comparative analysis of the properties of traditional type IV dental
gypsum
versus mixtures with water
-based styrene-acrylic polymers
ABSTRACT

In this study, the impact of incorporating styrene
acrylic polymers in varying proportions (12.5% and
25%) on key properties of type IV dental gypsum was evaluated, including linear setting expansion,

hardness, flexural strength, and detail reproduction. T
he methodology followed ISO 6873:2013, which
establishes the procedures for measuring dental gypsum properties and the compliance standards.

Results obtained: Regarding
hardness, although a numerical increase was observed, no statistically
significant differences were found (P > 0.05). For
linear setting expansion, polymer addition
significantly reduced expansion (P < 0.05), improving dimensional stability. Contrary to expectations,

flexural strength
in the polymer-modified groups showed a significant decrease compared with
traditional gypsum (no differences between 12.5% and 25%). Finally,
detail reproduction met
acceptable standards, with no r
emarkable changes attributable to polymer addition. The incorporation
of styrene
acrylic polymers enhances dimensional stability and shows positive tendencies in hardness,
but decreases flexural strength. These findings suggest a complex balance between benefits and

limitations, highlighting the need to opt
imize the formulation to achieve an optimal equilibrium of
mechanical and dimensional properties in type IV dental gypsum.

Keywords:
Type IV dental gypsum; Styreneacrylic polymers; Mechanical properties.
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INTRODUCCIÓN

El yeso es un material cerámico ampliamente utilizado desde la antigüedad. Se encuentra en la

superficie terrestre como una piedra natural denominada aljez. Químicamente, en su estado natural, es

sulfato de calcio dihidratado (CaSO₄·2H₂O). La transformación del yeso natural en un material

aglomerante se logra mediante la calcinación, un proceso en el que pierde parte de su agua de

hidratación, convirtiéndose en hemihidrato (CaSO₄·½H₂O), al perder una molécula y media de agua.

(Anusavice, 2004) (Craig R. , 1996)

El proceso de fabricación de yeso dental depende del calentamiento rápido y directo del sulfato de calcio

dihidratado al aire libre; por lo tanto, el polvo resultante son partículas porosas irregulares y débiles. El

yeso mejorado se calcina en una solución de cloruro de calcio para obtener partículas más regulares,

densas, pequeñas y resistentes. (Razak WA, 2017)

La calidad y las propiedades de los yesos dependen de factores como la pureza de la materia prima, el

método y tiempo de cocción, el grado de molienda, la clasificación y mezcla de tipos de yeso, así como

los aditivos utilizados. (Macchi, 2007) (Hersek N, 2002)

Este material es utilizado en múltiples procedimientos odontológicos, especialmente en prostodoncia

(Alvarez Cantoni H, 2002). La industria dental, lo ofrece con distintas formulaciones cuyas propiedades

difieren según el uso al que se lo destine por lo que se los clasifica tomando distintos aspectos que

definen sus cualidades. (Saja K Othman, 2023)

La clasificación más utilizada está determinada por las Normas ISO 6873:2013, ANSI-ADA N° 25.

(ISO, 2013) Dichas Normativas son formuladas por organismos internacionales que regulan los

requisitos que deben cumplir los diferentes materiales y las técnicas a emplear para estudiar

determinadas propiedades. (Macchi, 2007)

La Asociación Dental Americana (ADA) y las Normas ISO establecen los límites de las propiedades del

yeso. Los valores pueden variar entre fabricantes debido al tamaño de partícula que resulta de la

pulverización, su relación agua-polvo y sus manipulaciones. También se mencionan instrucciones que

deben acompañar al paquete, como las condiciones de almacenaje, la relación agua/polvo, la técnica de

mezclado y el tiempo de fraguado, todo ello conforme a la especificación. (Ukhanov M, 2010).

La Norma Internacional ISO 6873:2013 clasifica y especifica los requisitos de los productos de yeso
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utilizados con fines odontológicos como modelos, vaciados, matrices o bases para modelos, y el montaje

de modelos. Especifica los métodos de ensayo que deben emplearse para determinar el cumplimiento

de estos requisitos, incluyendo indicaciones para el etiquetado de los envases y las instrucciones

adecuadas que deben acompañar a cada uno. En la última revisión del 2013 se agregó la medida de la

expansión de fraguado a las 24 horas para ser utilizada para modelos CAD/CAM. (ISO, 2013).

Se distinguen cinco tipos de yesos principalmente basados en su proceso de elaboración, propiedades y

uso: para impresiones (Tipo I), para montaje de modelos y enmuflados (Tipo II), para modelos de trabajo

(Tipo III), Yeso piedra dental de alta resistencia o densita para la preparación de troqueles para prótesis

parcial fija, bases de modelos y matrices CAD/CAM (Tipo IV) y yeso piedra dental de alta resistencia

y expansión de fraguado para modelos y troqueles (Tipo V). El yeso dental se utiliza para fabricar

modelos dentales de estudio, con fines diagnósticos y para diseñar planes de tratamiento (Kenyon BJ,

2005). Los modelos de uso dental son intensamente manipulados durante las fases de laboratorio. Por

esta razón, deben confeccionarse con materiales resistentes, que posean suficiente dureza para evitar su

fractura, en los que el rozamiento durante su uso no genere desgastes y cuyos cambios dimensionales

sean mínimos y controlables. (ADA, 1975) (ISO, 2013)

El yeso tipo IV juega un rol importante durante la fabricación de restauraciones indirectas y prótesis.

Debe ser preciso, presentar una estabilidad dimensional duradera, una expansión lineal de fraguado

mínima, una fácil y eficaz manipulación. A su vez, debe ser compatible con los materiales de impresión,

lo suficientemente duro para soportar los procesos de fabricación, resistente a abrasiones, con buena

microdureza superficial, tener suficiente reproducción de detalles y ser estable en el tiempo. (ISO, 2013)

(Queiroz M, 2021) (Kumararama SS, 2016)

Las propiedades físicas y mecánicas pueden modificarse durante su manipulación ya que dependen de

distintos factores como la relación agua/polvo o la adición de productos ajenos a la formulación de los

fabricantes. Los cuidados durante su manipulación son determinantes para la conservación de sus

propiedades y la precisión en la confección de los modelos (Hamdy T. , 2020). La correcta proporción

de agua/ polvo, la velocidad y el tiempo de espatulado son importantes para conseguir resultados

esperables. (Azer SS, 2008) Propiedades como la resistencia compresiva y la dureza son inversamente

proporcionales a la cantidad de agua, en contrapartida, el tiempo de fraguado es directamente
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proporcional a la cantidad de agua. (Aljafery, 2022) (Khaza'l AS, 2019).

El yeso mejorado tipo IV se utiliza habitualmente para fabricar los modelos dentales finales, debido a

sus excelentes propiedades mecánicas, como su gran resistencia a la abrasión y alta resistencia a la

compresión, además de su alta precisión gracias a su baja expansión de fraguado en comparación con

otros tipos de yeso. (Rodriguez JM, 2009) (Akkus B, 2018) (Heshmati RH, 2002).

A pesar de las innumerables ventajas, la adición de rellenos a los productos de yeso podría modificar

considerablemente sus propiedades y usos. (De Cesero L, 2017)

En la literatura se encuentran numerosas investigaciones sobre modificaciones (Sannigrahi R, 2023) que

se pueden realizar en el yeso para mejorar sus propiedades como, por ejemplo, la incorporación de

nanopartículas tipo sílice, resinas epóxicas, poliuretano, plata, óxido de aluminio y óxido de zinc entre

otras que modifican varias de las propiedades del yeso dental, pero hasta el momento no se ha

establecido una fórmula determinante. (Hamdy T. , 2019) (Ghadeer, 2024) (Amer, 2018).

La implicación de la nanotecnología en materiales compuestos podría mejorar en gran medida sus

propiedades (AlKahtani, 2018) (Radesh P, 2024) (Akkus B, 2018) (Ali A, 2023). Se estima que los

rellenos de nanopartículas se incorporan de manera más homogénea que los rellenos de partículas

microscópicas grandes dentro del huésped. (Aghbolaghi N, 2022) (Jabeen B, 2025)

Por otro lado, “la estructura de los materiales condiciona sus características. Estas propiedades

representan el análisis de cómo se comporta un material antes diversos agentes” (Macchi, 2007). Por lo

tanto, conocer dichas propiedades es indispensable para obtener los mejores resultados.

Los copolímeros estireno-acrílicos son materiales versátiles que pertenecen al grupo de los acrílicos, los

cuales, a su vez, forman parte de la familia de los plásticos que han sido obtenidos artificialmente, a

partir de productos del petróleo, carbón, gas natural, materias vegetales (celulosa) o proteínas (caseína

de la leche). Se obtienen por polimerización en emulsión y son ampliamente utilizados en aplicaciones

industriales y biomédicas. Su estructura química permite combinar la rigidez del estireno con la

flexibilidad de los acrilatos, generando un material con propiedades modificables como la resistencia

mecánica, estabilidad térmica y resistencia a la humedad. Estas emulsiones poliméricas se comportan

como modificadores mecánicos cuando se incorporan a materiales inorgánicos como yesos, cementos o

compuestos dentales. Al mezclarse con yeso dental, pueden aumentar la resistencia a compresión,
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disminuir la porosidad, mejorar la cohesión y controlar el tiempo de fraguado, lo que representa una

alternativa prometedora para mejorar las propiedades de los yesos tipo IV. (Fried, 2014) (Sharma, 2015).

Debido a la rigidez del estireno y la versatilidad de los acrilatos, estos polímeros exhiben una alta

resistencia mecánica a la tracción y a la compresión, dependiendo del tipo y proporción de monómeros

usados. El estireno contribuye con la rigidez y dureza, mientras que los acrilatos modifican la

flexibilidad o elasticidad siendo muy conveniente su uso en materiales frágiles como el yeso. Tienen

buena adhesión a sustratos minerales (yesos, cementos, vidrios, etc.), especialmente si contienen grupos

funcionales ácidos (como ácido acrílico), lo que mejora la interacción con cargas inorgánicas

(Rodriguez, 2010). Como están en emulsión, son altamente dispersables en medios acuosos, lo que

permite mezclarlas fácilmente con otros materiales, como yesos dentales, cementos o pastas. No

interfieren con el fraguado si se usan en concentraciones moderadas. El estireno aporta cierta

hidrofobicidad, lo que mejora la resistencia al agua del material combinado. Esto es útil, por ejemplo,

para reducir la absorción de agua en yesos haciéndolos impermeables. A su vez, reducen la porosidad

interna al actuar como aglutinantes o plastificantes, incrementan la resistencia al desgaste y a la abrasión

superficial. (García, 2012) (Charfeddine, 2020)

La manipulación del yeso tipo IV requiere una proporción y técnica meticulosas para obtener modelos

o troqueles de alta calidad. La relación agua/polvo y la manipulación son aspectos importantes

considerar al preparar un modelo con este tipo de yeso ya que, incluso mínimas variaciones pueden

causar cambios dimensionales significativos (mayor expansión) y reducir la resistencia mecánica.

Seguir cuidadosamente las instrucciones del fabricante incluye la proporción de polvo y agua, el tiempo

y la técnica de mezcla correcta para evitar la inclusión de aire. (Craig R. , 1996)

El mezclado debe obtener una masa plástica, densa (libre de poros o aire) y con la consistencia apropiada

para el llenado de la impresión. El tiempo de mezcla es determinante para las propiedades finales. Se

recomienda agitar vigorosamente hasta conseguir una mezcla homogénea libre de grumos. (Vega del

Barrio, 1996) (Craig O. P., 1996)

Hipótesis: El trabajo parte de la hipótesis de que las propiedades del yeso tipo IV mejorarían si se le

adiciona un polímero acrílico de base acuosa facilitando su uso y mejorando la confiabilidad del
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producto.

El objetivo de este estudio es evaluar el efecto de la incorporación de un polímero estireno-acrílico en

el yeso Tipo IV, considerando tanto la mejora de sus propiedades como la influencia de diferentes

proporciones de resina sobre sus características iniciales.

Materiales y métodos

Siguiendo las normas ISO 6873/2013, en este estudio se evaluaron los cambios que la adición de un

Polímero Estireno Acrílico podía generar en algunas propiedades de un yeso tipo IV. Entre las que se

analizaron se enumeran: 1. Dureza superficial: 2. Expansión de fraguado; 3. Resistencia Flexural y 4.

Reproducción de detalles.

El yeso, utilizado para la realización de este estudio comercialmente denominado Silky rock (Whip Mix

Co. Illinois) es clasificado como yeso piedra mejorado de baja expansión tipo IV según normativas ISO

6873:2013 y ANSI/ADA Nº25.

Sus condiciones de uso y algunas de sus propiedades, según lo especificado por su fabricante en el

etiquetado del envase de venta son:

Relación Agua/Polvo 23 ml/100 g.

Tiempo de espatulado mecánico 20-30 segundos/450RPM

Tiempo de trabajo: 3-6 minutos.

Tiempo de fraguado: 10 minutos.

Expansión de fraguado: 0.09%.

Resistencia a la compresión, húmedo (1 hora) 6000 psi (41 MPa).

Resistencia a la compresión, seco (48 horas) 13 000 psi (90 MPa).

Como materiales de mezcla, se utilizó agua bidestilada o un Polímero Estireno Acrílico formulado en

proporciones al 12.5 y al 25%. La marca comercial es Durflex y se lo considera un promotor progresivo

de adherencia. Las instrucciones del fabricante sugieren dosis recomendadas según el uso que se le

al producto.

La elaboración de las muestras y su posterior procesamiento se efectuó a una temperatura controlada de

(23 ± 2) °C y 50 (± 10) % de humedad relativa.

La fecha de caducidad del yeso utilizado debía ser datada 180 días posteriores al momento de uso. Para
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su almacenamiento, se siguieron las directivas del fabricante.

El instrumental y equipamiento al momento de uso debían estar limpios, secos y libres de partículas de

yeso u otro material.

Antes de los ensayos, el material y el o los aparatos utilizados en el proceso se mantuvieron durante al

menos 15 horas, a la temperatura mencionada, tal como indica la Norma ISO 6873:2013.

Para el análisis de cada una de las propiedades evaluadas, se confeccionaron 30 probetas conformadas

con características específicas para realizar los ensayos de cada una de las propiedades a estudiar, según

lo establecido en las normas ISO (ISO 6873:2013).

Las muestras, se ordenaron conformando tres (3) grupos diferenciados; en el primero (Grupo I) el yeso

densita tipo IV utilizado, se mezcló con agua destilada.

Para constituir el Grupo II, con igual número de probetas, se utilizó el mismo yeso mezclado con

Polímero Estireno Acrílico al 12,5% en reemplazo del agua destilada.

El Grupo III, con el mismo número de muestras, se obtuvo mezclando el yeso con el Polímero al 25%.

En todos los casos, el material, según la cantidad necesaria para confeccionar cada tipo de probeta, se

pesó utilizando una balanza de precisión marca Denver con capacidad para pesar desde 0.1g hasta 200

g.

El líquido para cada preparación fue medido utilizando una probeta de vidrio calibrada fabricada bajo

Norma ISO 4788 de 50 ml de capacidad.

Para la preparación de la mezcla y obtener las probetas, se usó una espátula de uso manual para yesos,

un aparato mezclador por espatulado al vacío (Tecnodent Mixer 804- Argentina) dotado de un sistema

de acople de rotación a 425 rpm. y generador de vacío por depresión neumática y una vibradora

automática de alta frecuencia y baja amplitud (Tecnodent, Argentina)

1.Microdureza o dureza superficial

Esta prueba está directamente relacionada a la resistencia compresiva; afecta solo a la superficie de la

muestra o modelo y su valor, se expresa como Dureza Vickers (HV). La ADA e ISO, no fijan un valor

determinado.

Para vaciar las muestras, se confeccionó un molde de acrílico, con 10 oquedades de dimensiones y

formas estandarizadas siguiendo las normativas que rigen esta prueba, para lograr probetas de