REPUBLIQUE ALGERIENNE DEMOCRATIQUE ET POPULAIRE MINISTERE DE L’ENSEIGNEMENT SUPERIEUR
ET DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE
Université des Sciences et de la Technologie Houari Boumediene
Faculté de chimie
THESE
Présentée pour l’obtention du grade de
DOCTORAT
En CHIMIE
Spécialité : Chimie Macromoléculaire Par : MrBAYOU Samir
Thème
Soutenue publiquement le 19/05/2013, devant le jury composé de :
Mr B.Y. MEKLATI Professeur USTHB Président
Mr M. MOUZALI Professeur USTHB Directeur de thèse Mr P. LEBAUDY Professeur INSA de Rouen, France Co-Directeur Mme N.
BELHANECHE-BENSEMRA
Professeur ENP, El-Harrach Examinatrice Mme A. SERIER Professeur Université de Boumerdès Examinatrice Mr A. BENABOURA Professeur USTHB Examinateur Melle L. LECAMP Maître de
Conférences
INSA de Rouen, France Invitée
ETUDE PHYSICO-CHIMIQUE DE FORMULATIONS
Sommaire
Introduction générale
………..Chapitre I : Les composites dentaires et la photopolymérisation
………….Introduction………. I. Spécificités de l’odontologie réparatrice………. I.1. Les tissus dentaires……….. I.2. Les composites dentaires……… II. Composition des composites dentaires………. II.1. Matrice organique………
II.1.1. Les monomères de grande masse molaire (oligomères)….. II.1.2. Les monomères de faible masse molaire………. II.1.3. Influence de la structure des monomères………. II.2. Renfort……… II.2.1. Macrocharges………... II.2.2. Microcharges……….. II.2.3. Hybrides……….. II.2.4. Nanocharges……….. III. La photopolymérisation……….. III.1. Introduction………... III.2. Principes fondamentaux………. III.3. Composition d’une formulation photopolymérisable……… III.4. Systèmes photopolymérisant par voie radicalaire………..
III.4.1. Photoamorceurs radicalaires……….. III.4.2. Schéma cinétique………. III.4.3. Comportement cinétique………. III.4.4. Les réseaux synthétisés par voie radicalaire……… III.5. Systèmes photopolymérisant par voie cationique……….
III.5.1. Photoamorceurs cationiques……….. III.5.2. Schéma cinétique……… III.6. Suivi cinétique d’une photopolymérisation……….
1 4 5 5 5 6 6 6 9 13 14 14 17 17 19 20 25 25 25 28 29 29 32 34 35 37 37 38 39
III.6.1. Photocalorimétrie DSC………... III.6.2. Spectroscopie RTIR………. Conclusion………... Références bibliographiques………..
Chapitre II : Photopolymérisation de formulations non chargées
………...Introduction……….. I. Le système Bis-GMA/TEGDMA……… II. Protocole expérimental et techniques d'analyse……….. II.1. Préparation de la formulation photopolymérisable……….. II.2. Suivi de la réaction de photopolymérisation par photocalorimétrie….. II.3. Exploitation d'un thermogramme de photoréticulation……… III. Influence de divers paramètres sur la cinétique de
photopolymérisation………. III.1. Concentration du diluant réactif……….... III.2. Concentration du système amorceur……… III.3. Intensité lumineuse………. III.4. Température………. IV. Modèles cinétiques……….. IV.1. Modèle phénoménologique……… IV.2. Modèle mécanistique……….. Conclusion………... Références bibliographiques………..
Chapitre III : Photopolymérisation de formulations chargées
…………...Introduction……….. I. Les systèmes chargés à base de Bis-GMA/TEGDMA………... II. Protocole expérimental et techniques d'analyse……….. II.1. Produits utilisés………. II.2. Fonctionnalisation des charges……….
II.2.1. Mode opératoire………. 39 40 42 43 52 53 53 56 56 57 58 59 59 62 63 64 66 66 70 74 75 81 82 82 86 86 87 88
II.2.1.1. Procédé sol-gel conventionnel………. II.2.1.2. Procédé sol-gel photoamorcé………... II.2.2. Méthodes de caractérisation et résultats……… II.3. Préparation des composites……… II.4. Méthode de suivi de la réaction de photopolymérisation……… II.4.1. Technique d’analyse……….. II.4.2. Préparation des échantillons analysés par IR………... II.4.3. Exploitation des spectres IR….………... II.4.4. Calcul de la conversion.……… II.4.5. Comparaison des cinétiques de photopolymérisation
mesurées par DSC et RTIR……….... III. Etude expérimentale des systèmes chargés……….... III.1. Cinétique de photopolymérisation……….... III.1.1. Influence de la nature et du taux de charges………... III.1.2. Influence de la fonctionnalisation des charges……… III.1.3. Comparaison avec des composites commerciaux………….. III.2. Propriétés mécaniques……… Conclusion………... Références bibliographiques………..
Chapitre IV : Simulation des profils de conversion de formulations
chargées à usage dentaire
………...Introduction……….. I. Evolution du rayonnement dans un composite dentaire………. I.1. Mise en évidence expérimentale………. I.1.1. Effet de l’épaisseur………. I.1.2. Effet de la granulométrie……… I.2. Modélisation de l’évolution du rayonnement à l’intérieur du matériau...
I.2.1. Théorie du modèle à 4 flux……… I.2.2. Mesures expérimentales de la réflexion et de la
transmittance diffuses du matériau……… I.2.3. Résultats………... 88 89 90 94 94 94 95 95 97 98 99 99 99 100 101 102 105 106 109 110 111 111 111 112 113 113 115 116
I.3. Comparaison des résultats expérimentaux et simulés……….... II. Simulation des profils de conversion dans un composite dentaire……… II.1. Théorie et hypothèses de modélisation……….... II.2. Influence de la nature et de la concentration de la charge………….... II.3. Comparaison des résultats expérimentaux et simulés……… Conclusion………... Références bibliographiques………..
Conclusion générale
……….Perspective
………..Annexes
……….... Annexe 1 : Techniques d’analyses utilisées……… Annexe 2 : Spectres d’absorptions UV-visible de la matrice polymérisable…… Annexe 3 : Courbes de DMA des matériaux réticulés à différentestempératures……… 119 120 120 121 123 124 125 127 128 129 130 134 136
