Résines à base de matériaux naturels et synthétiques destinées aux adhésifs pour le bois

Synthetic and natural materials for wood adhesive resins

• Auteur / Autrice : Hong Lei
• Direction : Antonio Pizzi, Guanben Du
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences du Bois
• Date : Soutenance le 25/06/2009
• Etablissement(s) : Nancy 1 en cotutelle avec NANJING FORESTRY UNIVERSITY
• Ecole(s) doctorale(s) : RP2E
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : LERMAB
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Antonio Pizzi, Guanben du, Michel Delmas, Bertrand Charrier, Pascal Triboulot
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Michel Delmas, Bertrand Charrier

Mots clés

Mots clés contrôlés

Lignine

Tanins

Bois -- Collage

Gommes et résines

Mots clés libres

Colle à base de protéine de soja

Résines naturelles

Résumé

Des résines « vertes » à base de lignine, tanins et protéines de soja ont été étudiées. La faisabilité et le mécanisme de l’utilisation du glyoxal à différents taux en substitution du formaldéhyde ont été analysés. Une optimisation dans la préparation des panneaux de particules à été réalisée. Les résultats issus de ces travaux confirment les quelques aspects: Des colles à base de lignine et de soja glyoxalé mélangé à la pMDI et au tanin de mimosa satisfaisant les exigences données par les normes internationales pour la fabrication des panneaux de particules ont été obtenues. Aucun formaldéhyde n’a été utilisé dans les formulations. La performance a été déterminée en majeure partie en fonction de la proportion de pMDI ajoutée. Les résultats obtenus prouvent l’existence de réactions entre lignine et glyoxal, protéines de soja et glyoxal. Mais pour la formulation de protéines de soja, les groupes hydroxyles qui en résultent n’ont pas pu réticuler. Des études ont été effectuées sur l’influence de la nano-montimorillonite (MMT) sur des résines à base d’urée et de phénol-formaldéhyde. Le taux d’exfoliation de la MMT mélangée avec ces résines était déterminé. Des études thermiques et mécaniques de ces systèmes ont été réalisées. Les conclusions obtenues sont les suivantes : L’étude que la Na-MMT est intégralement exfoliée quand elle est mélangée avec des résines UF, alors qu’elle n’a que quelques degrés d’intercalation lorsqu’elle est ajoutée à des résines PF ou PUF. L’ajout d’un faible pourcentage de Na-MMT ne semble pas modifier significativement la performance des résines sèches mais la résistance à l’eau des panneaux contenant des résines UF ou phénolique s’est vue augmenter.

Environment-friendly tannin/lignin and soy protein-based wood adhesive were studied. The feasibility and mechanism to use glyoxal to substitute formaldehyde in relevant formulations was analyzed. The suitable addition percentage was determined. The lab-prepared particleboard procedure was optimized too. The results shown in this work confirmed few aspects: Lignin-based adhesives and glyoxalated soy-based wood adhesives mixed with pMDI and mimosa tannin satisfying the requirements of relevant international standards for the manufacture of wood particleboard were obtained. These lignin-based or soy-based wood adhesives did not use any formaldehyde in their formulation. The performance of these formulations is determined to a great degree by the amount or proportion of the pMDI used. The results proved that the reaction between lignin and glyoxal, soy protein and glyoxal. But for the latter, the hydroxy groups that resulted couldn’t condense to a cross-linked structure. Some work has been done on the study of the influence of nano-montmorillonite (MMT) on urea-formaldehyde resin and phenolic resin adhesives. The level of exfoliation of the MMT being mixed with these resins was determined. Some conclusions can be drawn: Na-MMT is completely exfoliated when mixed with UF resins, while it only has some degree of intercalation when added to PF and PUF resins. The addition of small percentages of Na-MMT does not appear to improve much the resins dry performance, while it seems to increase the water resistance of the UF-bonded and phenolic-bond panels.