Étude des propriétés rhéologiques des résines composites

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1 Étude des propriétés rhéologiques des résines composites
Étude menée dans le cadre d’une thèse de doctorat au sein du CRIBIO. CRIBIO : centre de recherche issu d’une collaboration entre Fac. de Médecine (EMDS) et Fac. des Sciences Appliquées (MAPR) de l’UCL. S. Beun, C. Bailly, J. Devaux & G. Leloup

2 Introduction Composites = suspensions = fluides structurés
Propriétés rhéologiques complexes Fluides non-newtoniens: rhéofluidifiants ou rhéoépaississants Fluides à seuil d’écoulement Fluides à caractère thixotrope Peu d’études scientifiques actuellement disponibles en odontologie Intérêt clinique évident

3 Matériel et méthodes Mélanges non chargés Mélanges chargés
Bis-GMA + TEGDMA 100/0, 80/20, 70/30, 60/40, 50/50, 40/60, 0/100 (% poids) Mélanges chargés Bis-GMA/TEGDMA 50/50 (% poids) 60% de charges inorganiques : verre silanisé (macrocharge) + silice partiellement silanisée (microcharge) : 57/3, 55/5 et 52/8 (% poids) Rhéomètres oscillatoires dynamiques Éléments mesurés : Non chargés : stress et viscosité en fonction de la vitesse de cisaillement Chargés : module élastique (G’), visqueux (G’’), viscosité complexe (η*) en fonction de la fréquence (ω) et du temps. Rhéomètres : ARES (TA Instruments, New Castle, DE, USA) → déformation contrôlée RheoStress 300 (Thermo Electron Corporation, Karlsruhe, Germany) → force contrôlée

4 Résultats – mélanges non chargés
Viscosité constante quel que soit le cisaillement → Comportement strictement newtonien TEGDMA : à peine plus visqueux que l’eau. Bis-GMA : liquide super-visqueux.

5 Résultats – mélanges chargés
Non-newtoniens : rhéofluidifiants Fluides à seuil d’écoulement Thixotropes Plus le taux de microcharges augmente, plus la structure interne des composites au repos est importante.

6 Thixotropie Pré-cisaillement
Destruction de la structure interne 1 s-1 pendant 10s Mesure de l’évolution des propriétés rhéologiques en fonction du temps Très faible déformation (1 %) 0.1 rad/s pendant 4000s

7 Discussion & Perspectives
Propriétés rhéologiques complexes dues à la fraction inorganique Diamètre – morphologie des charges Taux de charges Silanisation Propriétés influencées par la phase organique Cinétique d’écoulement Cinétique de restructuration après déformation

8 Perspectives : Étude des interactions physico-chimiques entre les charges et avec la matrice organique Étude de la distribution spatiale des charges au sein de la matrice organique au repos et pendant cisaillement Étude de l’effet de la thixotropie sur la qualité du composite après polymérisation (intégration de volume libre, postcontraction…) Grandio Flow (gauche), Filtek Supreme (droite).