Einleitung: Für die Präzision und Genauigkeit einer Abformung ist die Dimensionsstabilität der Abformmaterialien eine wichtige Einflussgröße. Sie sollte über einen längeren Zeitraum bestehen, damit auch nach mehreren Stunden oder Tagen Abdrücke als Grundlage zur präzisen Modellherstellung verwendet werden können. Ziel der vorliegenden Studie war es, die Dimensionsstabilität von drei Abformmaterialien unterschiedlicher Materialklassen in Abhängigkeit der Lagerzeiten zu untersuchen. Methoden: Als Referenzkörper diente ein Nichtedelmetall-Modell mit präparierten Zahnstümpfen und Messkugeln. Dieses wurde mit den drei Abformmaterialien (A-Silikon: Affinis, Polyether: ImpregumDuoSoft, Vinylsiloxanether: Identium) jeweils 50-mal abgeformt. Die Abformungen wurden nach fünf verschiedenen Lagerzeiten. 30min, 2h, 8h, 24h und einer Woche, mit Superhartqips ausgegossen. Nach der Digitalisierung des Referenzkörpers und der Gipsmodelle erfolgte die 2D-Auswertung der Streckenabweichungen und die 3D-Auswertung der Flächen- und Volumenabweichungen. Resultate: Die drei Abformmaterialien wiesen alle geringe Abweichungswerte im Mikrometerbereich auf und unterschieden sich untereinander nur geringfügig. Die prozentualen Dimensionsänderungen lagen bei dem A- Silikon Affinis zwischen 0,05±0,02% bis 0,76±0,14%, bei dem Polyether Impregum zwischen 0,01±0,07% bzw 1,12±0,34% und bei dem Vinylsiloxanether Identium zwischen 0,04±0,05% bis 0,142±0,00%. Während Affinis keine Dimensionsänderungen über eine Lagerzeit von bis zu einer Woche aufwies, kam es bei Impregum und Identium tendenziell Zu einem Anstieg der Abweichungswerte. Konklusion: Alle drei Abformmaterialien ermöglichen präzise Abformungen und sind zufriedenstellend dimensionsstabil bei einer Lagerzeit von bis zu einer Woche. / Introduction: For the precision and accuracy of an impression, the dimensional stability of the impression materials is an important influencing variable. It should exist over a longer period of time so that impressions can be used as a basis for precise model fabrication even after several hours or days. The aim of the present study was to investigate the dimensional stability of three impression materials of different material and the effect of storage times. Methods: A non-precious metal model with prepared tooth stumps and measuring balls served as a reference body. This model was imprinted 50 times with each of the three impression materials (A-silicone: Affinis, Polyether: ImpregumDuoSoft, Vinylsiloxaneether: Identium). The impressions were taken after five different storage times: 30min, 2h, 8h, 24h and one wee and poured with dental stone. After digitizing the reference body and the plaster models, 2D evaluation of the distance deviations and 3D evaluation of the area and volume deviations were performed. Results: The three impression materials all had small deviation values in the micrometer range and differed only slightly among themselves. The percent dimensional changes ranged from 0.05±0.02% and 0.76±0.14% for the A-silicone Affinis, from 0.01±0.07% and 1.12±0.34% for the Polyether Impregum, and from 0.04±0.05% and 0.142±0.00% for the Vinylsiloxaneether Identium. While Affinis showed no dimensional changes over a storage time of up to one week, Impregum and Identium tended to show an increase in deviation values. Conclusion: All three impression materials allow precise impressions and are satisfactorily dimensionally stable with a storage time of up to one week.

Wood is used for many applications because of its excellent mechanical properties, relative abundance and as it is a renewable resource. However, its wider utilization as an engineering material is limited because it swells and shrinks upon moisture changes and is susceptible to degradation by microorganisms and/or insects. Chemical modifications of wood have been shown to improve dimensional stability, water repellence and/or durability, thus increasing potential service-life of wood materials. However current treatments are limited because it is difficult to introduce and fix such modifications deep inside the tissue and cell wall. Within the scope of this thesis, novel chemical modification methods of wood cell walls were developed to improve both dimensional stability and water repellence of wood material. These methods were partly inspired by the heartwood formation in living trees, a process, that for some species results in an insertion of hydrophobic chemical substances into the cell walls of already dead wood cells, In the first part of this thesis a chemistry to modify wood cell walls was used, which was inspired by the natural process of heartwood formation. Commercially available hydrophobic flavonoid molecules were effectively inserted in the cell walls of spruce, a softwood species with low natural durability, after a tosylation treatment to obtain “artificial heartwood”. Flavonoid inserted cell walls show a reduced moisture absorption, resulting in better dimensional stability, water repellency and increased hardness. This approach was quite different compared to established modifications which mainly address hydroxyl groups of cell wall polymers with hydrophilic substances. In the second part of the work in-situ styrene polymerization inside the tosylated cell walls was studied. It is known that there is a weak adhesion between hydrophobic polymers and hydrophilic cell wall components. The hydrophobic styrene monomers were inserted into the tosylated wood cell walls for further polymerization to form polystyrene in the cell walls, which increased the dimensional stability of the bulk wood material and reduced water uptake of the cell walls considerably when compared to controls. In the third part of the work, grafting of another hydrophobic and also biodegradable polymer, poly(ɛ-caprolactone) in the wood cell walls by ring opening polymerization of ɛ-caprolactone was studied at mild temperatures. Results indicated that polycaprolactone attached into the cell walls, caused permanent swelling of the cell walls up to 5%. Dimensional stability of the bulk wood material increased 40% and water absorption reduced more than 35%. A fully biodegradable and hydrophobized wood material was obtained with this method which reduces disposal problem of the modified wood materials and has improved properties to extend the material’s service-life. Starting from a bio-inspired approach which showed great promise as an alternative to standard cell wall modifications we showed the possibility of inserting hydrophobic molecules in the cell walls and supported this fact with in-situ styrene and ɛ-caprolactone polymerization into the cell walls. It was shown in this thesis that despite the extensive knowledge and long history of using wood as a material there is still room for novel chemical modifications which could have a high impact on improving wood properties. / Der nachwachsende Rohstoff Holz wird aufgrund seiner guten mechanischen Eigenschaften und der leichten Verfügbarkeit für viele Anwendungszwecke genutzt. Quellen und Schrumpfen bei Feuchtigkeitsänderungen des hygroskopischen Werkstoffs Holz limitieren jedoch die Einsatzmöglichkeiten. Ein weiteres Problem stellt der mitunter leichte Abbau – u.a. bei feuchtem Holz - durch Mikroorganismen und/oder Insekten dar. Durch chemische Modifizierungen können die Dimensionsstabilität, die Hydrophobizität und die Dauerhaftigkeit verbessert und damit die potentielle Lebensdauer des Werkstoffes erhöht werden. Dabei ist die dauerhafte Modifikation der Zellwand nur äußerst schwer realisierbar. Inspiriert von der Kernholzbildung in lebenden Bäumen, ein zellwandverändernder Prozess, der Jahre nach der Holzbildung erfolgt, wurden im Rahmen dieser Arbeit neue Ansätze zur chemischen Modifizierung der Zellwände entwickelt, um die Dimensionsstabilität und Hydrophobizität zu erhöhen. Der erste Teil der Arbeit ist stark vom Prozess der Kernholzbildung inspiriert, eine abgeleitete Chemie wurde verwendet, um die Zellwände von Fichte, einem Nadelholz von geringer natürlicher Dauerhaftigkeit, zu modifizieren. Kommerziell verfügbare hydrophobe Flavonoide wurden nach einem Tosylierungsschritt erfolgreich in die Zellwand eingebracht, um so „artifizielles Kernholz“ zu erzeugen. Die modifizierten Holzproben zeigten eine verringerte Wasseraufnahme, die zu erhöhter Dimensionsstabilität und Härte führte. Dieser Ansatz unterscheidet sich grundlegend von bereits etablierten Modifikationen, die hauptsächlich hypdrophile Substanzen an die Hydroxylgruppen der Zellwand anlagern. Der zweite Teil der Arbeit beschäftigt sich mit der Polymerisation von Styren in tosylierten Zellwänden. Es ist bekannt, dass es nur eine schwache Adhäsion zwischen den hydrophoben Polymeren und den hydrophilen Zellwandkomponenten gibt. Die hydrophoben Styren-Monomere wurden in die tosylierte Zellwand eingebracht und zu Polystyren polymerisiert. Wie bei der Modifikation mit Flavonoiden konnte eine erhöhte Dimensionsstabilität und reduzierte Wasseraufnahme der Zellwände beobachtet werden. Im dritten Teil der Arbeit wurde das biologisch abbaubare, hydrophobe poly(ɛ-caprolacton) in der Zellwand aufpolymerisiert. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass Polycaprolacton in der Zellwand gebunden ist und zu einer permanenten Quellung führt (bis zu 5 %). Die Dimensionsstabilität nahm um 40 % zu und die Wasseraufnahmerate konnte um mehr als 35 % reduziert werden. Mit dieser Methode kann nicht nur dimensionsstabileres Holz realisiert werden, auch biologische Abbaubarkeit und damit eine einfache Entsorgung sind gewährleistest.