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1 REPUBLIQUE ALGERIENNE DEMOCRATIQUE ET POPULAIRE MINISTERE DE L’ENSEGNEMENT SU

1 REPUBLIQUE ALGERIENNE DEMOCRATIQUE ET POPULAIRE MINISTERE DE L’ENSEGNEMENT SUPERIEUR ET DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE UNIVERSITE MENTOURI – CONSTANTINE FACULTE DES SCIENCES DE L’INGENIEUR DEPARTEMENT D’ELECTROTECHNIQUE Enseignant: Mr.REMRAM 1 ANNEE UNIVERSITAIRE 2010/2011 TABLE DES MATIERES  DEFINITION D'UN BIOMATERIAU 6  GENERALITES SUR LES POLYMERES 6  DEFINITION DES POLYMERES 7  HISTORIQUE 11 Les polymères appartiennent à une science qui a pris son essor dans les années40, car pendant la guerre, il est apparu nécessaire de fabriquer certains matériaux qui manquaient alors. 11  NOMENCLATURE DES POLYMERES 12  STRUCTURE DES POLYMERES:12  Structure primaire.....................................................................................................................13  Structure secondaire.................................................................................................................14  Structure tertiaire......................................................................................................................15  LES PROPRIETES DES POLYMERES : 16 Diagrammes Contraintes / Déformations...................................................................................18  CLASSIFICATION DES POLYMERES : 20  SELON LEUR ORIGINE :...................................................................................................20  SELON LA COMPOSITION CHIMIQUE DE LEUR CHAINE SQUELETTIQUE :..22  SELON LEUR MASSE MOLECULAIRE :.......................................................................23  SELON LE NOMBRE DE TYPE D'UNITES REPETITIVES :......................................23  SELON LA REGULARITE DE L'ENCHAINEMENT DE MOTIFS :...........................23  SELON LEURS PROPRIETES THERMOMECANIQUES :..........................................23  SELON L'ARCHITECTURE DE LEUR CHAINE :.........................................................24  SELON LEUR ETAT PHYSIQUE :....................................................................................25  SELON LEUR CRISTALLINITE :.....................................................................................25  SELON LE NOMBRE DE LIAISONS ENTRE LES UNITES CONSTITUTIVES :.....26  SELON L'AROMATICITE DE LEUR CHAINE SQUELETTIQUE :.........................................................27  SELON LEUR TACTICITE :............................................................................................................................28 1  SELON LEUR CHARGE IONIQUE :..............................................................................................................28  SELON LEUR CONDUCTIVITE THERMIQUE ET/OU ELECTRIQUE :..................28  SELON LEUR STABILITE THERMIQUE:......................................................................28  DEFINITION DES BIOPOLYMERES : 28  TYPES DES POLYMERES : 29  POLYMERES INERTES:----------------------------------------------------------------------------------------------------------------29  POLYMERES NATURELS:------------------------------------------------------------------------------------------------------------34  POLYMERES BIODEGRADABLES:------------------------------------------------------------------------------------------------40  POLYMERS BIO-BASED:--------------------------------------------------------------------------------------------------------------41  POLYMERISATION DES POLYMERES : 44  UTILISATION DES POLYMERES EN MEDICAL: 45  le polychlorure de vinyle extracorporelle 49  Cotyle polyéthylène très haute MW 49  Polypropylène 50  Caoutchouc de silicone shunts hydrocéphalie 49  Polycarbonates 49  Polyester 49  Polytetra uoroethylene 49  Polyuréthane 49  DURE DE VIE DES POLYMERE 50  DISPOSITIFS RESORBABLES………………………………………………………………………………..50  DISPOSITIFS SEMI-PERMANENTE………………………………………………….……………………….50  DISPOSITIFS PERMANENTS………………………………………………………...…………………..……50  DISPOSITIFS TEMPORAIRES…………………………………………………………………………………51  SUBSTITUTS DE GREFFE………………………………………………………...……………….………….51  LES DISPOSITIFS COMPLEXES……………………………………………...………………………….….51  LA BIOCOMPATIBILITE DES POLYMERES : 51  LES IMPLANTS : 53  LES DENTS ARTIFICIELS……………………………………………………………..………………………53  PANCREA ARTIFICIEL………………………………………………………………………….…..…………54  LES LIGAMENTS ARTIFICIELS …………………………………………………….……..…………………55  L'EPITHESE VERS UN REHABILITATION MAXILLO-FACIALE, ESTHETIQUE ET FONCTIONNELLE……………………………………………………………………………….…………….56.  MATERIAUX DES LENTILLES CORNEENNES SOUPLE………………………………..………………...58 1  CONCLUSION : 60 DEFINITION D'UN BIOMATERIAU  « Tout matériau, naturel ou non, comprenant tout ou partie d'une structure vivante ou d'un appareil biomédical qui exécute ou remplace une fonction naturelle. » En 1987, Williams a défini un biomatériau comme :  Un matériau non viable utilisé dans un dispositif médical, destiné pour agir réciproquement avec des systèmes biologiques  un matériau qui est utilisé et adapté pour les applications médicales. Ils peuvent avoir une fonction bénigne, comme être utilisé pour remplacer des valves du cœur, mais ils peuvent aussi être bioactifs et utilisés à des fins plus interactives, comme des implants de hanche couverts d'une couche d'hydroxy-apatite (matériau composant les os, il permet une meilleure compatibilité avec les tissus du corps ), les biomatériaux sont aussi utilisé dans les applications dentaire, chirurgicale et la délivrance de produits médicamenteux (grâce à des outils introduits dans le corps et permettant de délivrer des substances médicales de manière prolongée). Les biomatériaux peuvent être classé en quatre groupes: - Métaux et alliages métalliques - Céramiques - Polymères et « matières molles » - Matériaux d'origine naturelle GENERALITES SUR LES POLYMERES  Un matériau polymère peut se présenter sous forme :  liquide (plus ou moins visqueux)  solide à température ambiante. Les polymères ont un comportement viscoélastique. En effet, ils démontrent simultanément des propriétés élastiques et un caractère visqueux.  L'enchaînement des motifs monomères peut se faire de façon linéaire (polymères linéaires), présenter des ramifications aléatoires (polymères branchés) ou systématiques et régulières (dendrimères). 1 Du fait des degrés de liberté de la conformation (disposition dans l'espace) de chaque motif monomère, la conformation du polymère résulte de cet enchaînement mais également des interactions entre motifs.  Les polymères fabriqués à partir d'un seul type de monomère sont désignés par homopolymère (exemples : polyéthylène, polystyrène). Dès qu'au moins deux types de monomère participent à la formation des macromolécules, on parlera de copolymères (cas du styrène-butadiène). La variété des copolymères est très importante. Ces matériaux possèdent des propriétés physico-chimiques et mécaniques intermédiaires avec celles obtenues sur les homopolymères correspondants.  On distingue deux grandes catégories de réactions chimiques permettant la préparation des polymères : la polymérisation en chaîne ou « polyaddition » (pour produire par exemple le polyéthylène, le polypropylène, le polystyrène) et la polymérisation par étapes ou « polycondensation » (pour synthétiser par exemple le polyéthylène téréphtalate). DEFINITION DES POLYMERES  Un polymère (étymologie : du grec pollus, plusieurs, et meros, partie) est un système formé par un ensemble de macromolécules de même nature chimique. Il est issu de l'enchaînement covalent d'un grand nombre de motifs monomères identiques ou différentsLes termes « polymère » et « macromolécule » sont fréquemment confondus. Un polymère est organique (le plus souvent) ou inorganique  Le terme « polymère » désigne des matières abondantes et variées : des protéines les plus ténues aux fibres de Kevlar haute résistance. Certains polymères sont utilisés en solution comme par exemple dans les shampooings ; d'autres forment des matériaux solides. Pour ces applications, les polymères sont généralement mélangés à d'autres substances - des charges telles la craie, des additifs tels les antioxydants - dans des opérations de formulation.  La fabrication des objets eux-mêmes résulte la plupart du temps d'une opération de mise en œuvre dans un procédé industriel qui relève du domaine de la plasturgie. 1 Un polymère peut être : naturel :(exemples : polysaccharides, ADN) artificiel :obtenu par modification chimique d'un polymère naturel (exemples : acétate de cellulose, méthylcellulose, galalithe) synthétique :préparé par polymérisation de molécules monomères (exemples : polystyrène, polyisoprène synthétique). Les polyoléfines, représentées principalement par les polymères thermoplastiques de grande consommation polyéthylène et polypropylène, constituent la plus importante famille de polymères.  Il existe trois formes de polymères, les linéaires les ramifiés les réticulés La fonctionnalité d’un monomère caractérise le nombre sites réactifs. Une fonctionnalité égale à 2 permet la synthèse de polymère linéaire. Une fonctionnalité du monomère supérieure à 2 conduit à la formation d’un réseau tridimensionnel insoluble et infusible. Polymère linéaire Polymère ramifié Polymère réticulé 1 Exemple : -CH2-CH2- est l’unité du polymère. Tout monomère comporte au minimum deux sites réactifs. La polymérisation sur la double liaison du monomère correspond à l’ouverture de la double liaison. C H2 CH Ph * C H2 C H * n Ph styrène Il n’y a pas que des doubles liaisons qui forment des polymères EXEMPLE DE POLYMERES USUELS. Le polymère le plus utilisé est le polyéthylène (PE). C H2 CH2 * C H2 C H2 * n H 2 C C H 2 * C H 2 C H 2 * n H 2 C C H 2 éthylène monomère polyéthylène polymère n est très grand unité de répétition 1  C’est le matériau d’emballage par excellence. Le deuxième polymère fort utilisé est le polypropylène (PP). C H2 CH CH3 * C H2 C H * n CH3  C’est un plastique dur. On le retrouve dans tous les matériaux de plomberie. Le polychlorure de vinyle (PVC). C H2 CH Cl * C H2 C H * n Cl  On l’utilise pour la fabrication des chaussures synthétiques et des disques. Le polytétrafluoroéthylène (PTFE). F2C CF2 * * n F F F F  Ce polymère est plus connu sous le nom de Téflon® (anti-adhésif). Le polystyrène (PS). C H2 CH Ph * C H2 C H * n Ph  On s’en sert pour les emballages. Le polyoxyde d’éthylène (POE). 1 CH2 C H2 O C H2 C H2 O * * n On l’utilise en cosmétique. Le polyméthacrylate de méthyle (PMMA). C H2 C CH3 C O OCH3 * C H2 C * n COOCH3 CH3  On l’utilise pour la fabrication de Plexiglas®. Les polyamides avec l’exemple du nylon. N H2 (CH2)10COOH N H (CH2)10 * O O * n  On s’en sert pour la fabrication de fibres synthétiques. L’écriture de ces polymères est très réductrice et ne parle pas de la réalité sous-jacente HISTORIQUE Les polymères appartiennent à une science qui a pris son essor dans les années40, car pendant la guerre, il est apparu nécessaire de fabriquer certains matériaux qui manquaient alors.  Avant 1940, il y avait déjà eu des sursauts. Les premiers soubresauts de la chimie des polymères sont apparus dès les années 1900. A cette époque, on distinguait les molécules organiques en deux catégories: Les cristalloïdes 1 Les cristalloïdes sont des composés organiques cristallisables, de température de fusion et de masses molaires définies Les colloïdes Les colloïdes sont des molécules visqueuses, ne cristallisant pas et ayant des températures de fusion mal définies. Lorsque l’on mesurait leur masse molaire, on la trouvait supérieur à 100,000. Cela renforçait l’idée que ces molécules étaient des agrégats. Les chimistes allemands appelaient cette chimie la chimie des saletés (« Schmutzen Chimie »).  En 1925, Staudinger déclare que uploads/Geographie/ les-polymere-1.pdf