4) 표면경도와 마모저항도
석고모형의 표면경도는 압축강도와 상관성을 가진다. 즉 압축강도가 큰 석고가 더 높은 경도수치를 보인다. 최종 경화가 일어난 후 잔여수분이 증발될 때까지는 경도 증가가 거의 없으나, 여분의 물이 모두 증발된 후에는 강도와 마찬가지로 경도가가 급격히 증가한다. 이는 석고모형의 표면이 내면보다 더 빨리 건조되기 때문이다. ㅇ
석고모형 표면에 메틸메타크릴레이트 단량체를 스며들도록 한 뒤, 단량체를 중합시키면 모형의 경도가 증가한다. 그러나 이 방법으로 플라스틱 모형의 경도는 증가되지만, 경석고와 고강도경석고 모형의 경도는 현저히 증가되지 않는다. 고강도경석고는 에폭시 레진이나 광중합형 디메타크릴레이트 레진을 도포하여 주어야 하며, 이때 내마모도는 15% 내지 41%까지 증가하게 된다. 일반적으로 경화된 석고를 레진에 적시는 것은 내마모도를 증가시키지만 압축강도와 경도는 감소한다. 석고모형을 오븐 내에서 건조하는 경우는 잔여수분을 빨리 증발시킴으로써 건조하는 경우는 잔여수분을 빨리 증발시킴으로써 압축강도와 경도가 증가될 수 있으나, 반대로 석고 결정구조 내의 물분자를 분리시키게 되므로 강도와 경도가 오히려 감소하게 된다. 석고모형을 유기용제에 담가 주는 경우는 경도를 증가시키지는 않으나, 표면을 윤택하게 하므로 납형제작 시 석고 모형의 손상이 적게 일어나도록 하게 된다. 고강도경석고를 30%의 콜로이드상의 실리카 용액과 혼합하는 경우에도 모형의 경도가 증가한다. 경도는 마모저항도를 결정하는 여러 요인 주의 한 가지 요인에 불과하기 때문에 석고모형의 경도증가가 반드시 내마모도의 증가를 의미하지는 않는다. 즉 석고모형의 경도가 에폭시 레진 모형재에 비하여 크지만 석고모형이 더 빨리 마모된다.
5) 인장강도
석고는 취성 때문에 인상재로부터 모형을 제거할 때에 측방력이 가해지면, 모형의 변형이 일어나기 이전에 파절 된다. 다라서 석고모형재의 인장강도는 중요한 의미를 갖는다.
석고의 인장강도는 간접인장강도 측정법을 이용한다. 석고모형재의 인장강도에 관한 중요한 사항으로는 첫째는 플라스터의 1시간 후 습성인장강도가 2.3 MPa인 반면 45도씨 40시간 후 건성인장강도는 4.1 MPa로 높다는 것, 둘째는 고강도 경석고의 인장강도에 비해 플라스터의 인장강도가 절반정도라는 것, 셋째는 인장강도는 압축강도의 1/5 수준이라는 것(플라스터의 건성인장강도 4.1 MPa, 건상압축강도 20 MPa), 넷째는 고강도경석고는 시간경과에 따른 강도의 증가양상이 다르다(건조에 의해 인장강도는 8 MPa까지 증가하는 반면 압축강도는 80 MPa까지 증가한다)는 것 등이 있다.
6) 미세부재현성
한국산업표준 KS P ISO 6873에 따르면 제1형과 제2형 석고는 미세부재현성 시험블록에서 75 ㎛ 선을 재현해야 하며, 제3,4,5형 석고는 50 ㎛ 선을 재현할 수 있어야 하는 것으로 규정하고 있다. 석고는 다공성으로 이루어져 있기 때문에 미세부재현성이 전기도금모형이나 에폭시 모형에 비해 불량하다.
인상재와 모형재 사이에 발생하는 미세기포도 재현성을 감소시키는 요인이므로 인상재의 표면에 있을 수 있는 반응생성물을 흐르는 물로 제거한 뒤에 석고모형재를 주입하여야 한다.
7) 경화팽창
모든 석고모형재는 경화 시에 측정가능한 정도의 선-팽창을 보이며, 이것을 경화팽창이라고 한다. 경화팽창량은 석고의 종류에 따라 다르며, 플라스터는 0.2-0.3%, 경석고는 0.08-0.1%, 고강도경석고는 0.05-0.07% 정도이다. 이러한 팽창은 경화 후 1시간 이내에 70%가 나타난다. 경화팽창량은 조작조건이나 약품 첨가의 영향을 받는다.
손으로 혼합합 경우에 비해 진공에서 혼합한 경우의 팽창량이 적은 것으로 나타나 있다. 혼수비가 많은 경우에는 팽창량이 감소한다. 낮은 농도의 염화나트륨은 경화팽창량을 증가시키고 경화시간은 단축시킨다. 1% 황산칼륨은 경화시간은 단축시키나 경화팽창에는 영향이 없다. 만일 경화조작 과정 중 석고가 물에 담가지면 경화팽창은 증가한다. 이를 수화팽창(hygroscopic expansion)이라 하고 치과용 매몰재에서 중요한 성질이다. 수화팽창량은 경화팽창량의 2배이다. 고강도경석고의 경화팽창량은 0.05-0.07%이지만 수중에서 경화시키면 0.10% 팽창한다. 석고가 하이드로 콜로이드 인상재 내에서 경화되는 경우에도 팽창이 증가한다.
3. 조작
석고와 물의 혼합은 러버볼과 스파튤라를 이용한다. 러버볼에 계량된 물을 담고 분말을 첨가한 뒤 약 30초간 물에 젖게 두어 공기가 가능한 적게 유입되도록 한다. 그 후 금속성 스파튤라를 이용하여 혼합을 계속한다. 손으로 혼합하는 경우에는 러버볼의 내면을 스파튤라로 닦는 것과 같은 동작으로 하며, 회전은 초당 2회 정도로 하여 1분간 시행한다. 기계식 혼합기를 이용하면 진공을 유지하여 기포가 생기는 것을 방지한다. 혼합된 석고를 인상 내로 주입할 때 천천히 진동을 가하면서 흘려주어 중요한 부위에 기포가 들어가지 않도록 주의한다. 경석고 혹은 고강도경석고를 주입한 후 모형의 베이스 부분은 플라스터로 만들어 주어 경화 후 트리밍이 용이하도록 한다.
인상에 석고모형을 주입한 후 45분 내지 60분이 지나서 모형을 분리하고, 차아염소산나트륨 1:10 희석액에 30분간 침지하거나 요오드액을 분무하는 방법으로 모형을 소독한다.