Utilisation d’adhésifs respectueux de l'environnement pour la fabrication de panneaux dérivés du bois à faible émission de formaldéhyde : caractérisation des paramètres de pressage : évaluation des propriétés des panneaux

par Stefanie Wieland

Thèse de doctorat en Sciences et Technologies Industrielles

Sous la direction de Antonio Pizzi.

Soutenue le 07-11-2007

à Nancy 1 , dans le cadre de RP2E , en partenariat avec ENSTIB (universite) .

Le président du jury était André Merlin.

Le jury était composé de André Merlin, Balz Gfeller, Mark Irle, Luc Delmotte, Frédéric Pichelin, Antonio Pizzi.

Les rapporteurs étaient Balz Gfeller, Mark Irle.


  • Résumé

    Les normes concernant les émissions de formaldéhyde des adhésifs pour bois étant très restrictives, des alternatives satisfaisant les mêmes exigences sont recherchées. Dans cette perspective nous avons étudié des solutions pour l'utilisation industrielle de trois types d'adhésifs que sont les tanins réagissant par autocondensation, les résines hybrides d'uréeformaldéhyde (UF)/polyméthylènediisocyanate (pMDI) et les formulations à base de diméthoxyéthanal (DME). L’étude portant sur les tanins a montré qu’une production industrielle de panneaux à grosses particules pressés à injection de vapeur est possible. Les études ont permis d’évaluer le durcissement du mélange adhésif et de l’optimiser pour le pressage à injection de vapeur. La plupart des formulations étudiées satisfont les exigences qualitatives des normes1. Cependant la résistance à l’eau de ces panneaux reste problématique. L’expérimentation menée sur les adhésifs UF/pMDI apporte une meilleure connaissance de ceux-ci et de leurs interactions avec les propriétés finales des panneaux de fibres. Des résultats intéressants ont été obtenus lors de l’étude de la distribution de la résine par microscopie confocale à balayage laser (MCBL). L’amélioration des caractéristiques des panneaux permet de satisfaire aux exigences de la norme F** pour des adhésifs UF/pMDI émulsifiable ayant un faible rapport molaire. Toutefois les dégagements F**** n’ont pu être atteints seulement qu’en utilisant 100 % de MDI. Dans l’étude portant sur des formulations dérivées de DME, de nouvelles formulations d’adhésifs ont été développées et certaines ont été validées à l’échelle industrielle. Celles-ci satisfont les exigences qualitatives des normes, et ont des émissions de formaldéhyde correspondantes aux panneaux de la classe F****.

  • Titre traduit

    Manufacture of low formaldehyde emission wood based panels with environmentally friendly wood adhesives : characterization of the pressing parameters : evaluation of the panel properties


  • Résumé

    The standards concerning the formaldehyde emissions2 from wood based panels have become more restrictive; alternatives meeting the requirements of the standards are needed. Therefore, solutions for the industrial use of three types of adhesives were studied which are; tannin adhesives by silica-induced autocondensation, Urea-formaldehyde (UF) / polymeric phenyl isocyanate (pMDI) hybrid adhesives and formulations based on dimethoxyethanal (DME). The study related to the tannins showed that an industrial production of large particle particle boards pressed with steam injection is possible. The analyses made it possible to evaluate the tannin autocondensation reactions of the formulations and to optimize them for steam injection pressing. Most of the studied formulations satisfied the qualitative requirements of the standard for both internal bond strength and formaldehyde emission2. Besides, the potential use for exterior grade of these panels remains problematic. The experimentations on the UF/pMDI adhesives increased the knowledge in the field of the adhesives-panel properties interactions for medium density fiberboard (MDF). Important results were obtained by the study of the resin distribution by confocal laser scanning microscopy (CLSM). Best results concerning the improvement of the panel properties were obtained for adhesive mixtures with low molar ratio UF and emulsifiable pMDI, satisfying the requirements of the standard, grade F **. However, grade F **** could only be reached by using 100 % of MDI. During the study related to the formulations of DME derived resins, new adhesive formulations were developed. The most promising formulation was selected and validated on industrial scale. It has shown to be able to satisfy the qualitative requirements of the standards with low formaldehyde emission2.


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