Etude du vieillissement hydrique de l’uréthane diméthacrylate polymérisé à haute température et haute pression

Study of water aging of urethane dimethacrylate polymerized at high temperature and pressure

• Auteur / Autrice : Benjamin Pomes
• Direction : Emmanuel Richaud
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Mécanique-matériaux (AM)
• Date : Soutenance le 04/12/2023
• Etablissement(s) : Paris, HESAM
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences des métiers de l'ingénieur
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Procédés et Ingeniérie en Mécanique et Matériaux (Paris) - Laboratoire Procédés et Ingénierie en Mécanique et Matériaux
• Partenaire(s) de recherche : établissement de préparation de la thèse : École nationale supérieure d'arts et métiers (1780-....)
• Jury : Président / Présidente : Eric Mortier
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Emmanuel Richaud, Laetitia Vouyovitch, Laurent Bouteiller, Amélie Mainjot, Jean-François Nguyen
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Eric Mortier, Laetitia Vouyovitch

Mots clés

Mots clés contrôlés

Ingénierie assistée par ordinateur

Composites en odontostomatologie

Dissertation universitaire

Polymères

Mots clés libres

Udma

Vieillissement hydrique

Polymères

Composites dentaires

Blocs CFAO

Udma

Water ageing

Polymers

Dental composites

CAD-CAM blocs

Résumé

La pérennité des biomatériaux est au cœur des préoccupations des médecins et des patients. L’étude de leur dégradation in vitro pourrait permettre d’appréhender leur comportement clinique à long terme. Ce travail se concentre sur le vieillissement en milieu humide de polymères d’uréthane dimétacrylate (UDMA) polymérisés à haute température et sous haute pression (HT/HP) utilisés dans des blocs de matériaux composites usinables à usage dentaire et présente pour objectif d’étudier : le rôle de la pression de polymérisation HT/HP, les interactions entre l’eau et le polymère d’UDMA HT/HP, et l’influence de l’eau sur les propriétés de l’UDMA HT/HP. Il a été montré que :- La méthode de polymérisation HT/HP est un procédé pertinent, permettant d’améliorer les propriétés initiales de l’UDMA avec notamment une augmentation de la température de transition vitreuse.- Les interactions eau-UDMA semblent régies par la nature chimique de l’UDMA. La diffusion semble obéir à la loi de Fick et abouti à une quantité maximale d’eau absorbée d’environ 3,5 % à 37°C.- La pression de polymérisation n’a pas semblé influencer la solubilité ni la diffusion de l’eau.- La polymérisation sous HT/HP n’empêche pas la diffusion de l’eau au sein de la matrice d’UDMA ni l’altération de ses propriétés mécaniques. Néanmoins, elle permet d’améliorer significativement les propriétés initiales du polymère, accroissant ainsi l’écart entre les propriétés initiales du biomatériau et les propriétés limites d’utilisation.

The durability of biomaterials concerns of doctors and patients. The study of their degradation in vitro could make it possible to understand their long-term clinical behavior. This work focuses on the wet aging of urethane dimethacrylate (UDMA) polymers polymerized at high temperature and under high pressure (HT/HP) used in blocks of machinable composite materials for dental use and has the objective of studying: the role of HT/HP polymerization pressure, the interactions between water and the UDMA HT/HP polymer, and the influence of water on the properties of UDMA HT/HP. It has been shown that: - The HT/HP polymerization method is a relevant process, making it possible to improve the initial properties of UDMA with in particular an increase in the glass transition temperature.- Water-UDMA interactions seem depend on the chemical nature of UDMA. Diffusion appears to obey Fick's law and results in a maximum amount of water absorption of about 3.5% at 37°C.- The polymerization pressure did not seem to influence the solubility or the diffusion of water.- Polymerization under HT/HP does not prevent the diffusion of water within the UDMA matrix nor the alteration of its mechanical properties. Nevertheless, it makes it possible to significantly improve the initial properties of the polymer, thus increasing the gap between the initial properties of the biomaterial and the limiting properties of use.