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Présentation
En anglais
RÉSUMÉ
L'article concerne l'utilisation de l'acide citrique seul, en l'absence d'adhésifs, comme liant thermodurcissable pour le bois à la fois pour les panneaux de placage, comme le bois en placage stratifié et le contreplaqué, et pour les panneaux de particules de bois, ainsi que l'utilisation de la combinaison d'acide citrique avec du glucose et du saccharose pour les mêmes applications. Les types de réactions impliquées sont présentés. Des applications sur les panneaux à base de bois afin d'améliorer la résistance à l'eau et la résistance à l'humidité du soudage du bois sont également signalées.
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The article relates the use of citric acid by itself, in absence of adhesives, as a thermosetting wood binder for both veneer panels such as Laminated Veneer Lumber and plywood and for wood particleboard, as well as the use of the combination of citric acid with glucose and sucrose for the same applications. The types of reactions involved are presented. Applications to wood based panels as well as for improving the water resistance and wet strength of wood welding are also reported.
Auteur(s)
-
Antonio PIZZI : Professeur émérite - LERMAB, université de Lorraine, Nancy, France
INTRODUCTION
Le développement d'adhésifs naturels dérivés de ressources non fossiles est très important pour l'avenir, et ce pour de nombreuses raisons : premièrement pour des raisons d’écologie, deuxièmement pour des raisons de santé humaine et troisièmement pour permettre un développement durable, avec des matériaux renouvelables donc pas des dérivés du pétrole. En outre, les adhésifs doivent coller sans faille sans utiliser de substances chimiques nocives. La littérature présente un nombre croissant de formulations, essais et nouveaux types d’adhésifs pour bois à base de substances renouvelables, comme les tannins, la lignine, les protéines, l’amidon, etc.
L'acide citrique fait depuis peu l'objet d'une attention particulière pour son utilisation dans les colles à bois biosourcées mais aussi directement comme colle à bois. L'acide citrique est un acide tricarboxylique.
Le premier à découvrir l'utilisation de l'acide citrique dans ce cadre a été le groupe de recherche du professeur Umemura au Japon en 2012 . Ce groupe ainsi que d’autres groupes de recherche en France, en Chine - ont développé ultérieurement l’utilisation de l’acide citrique comme adhésif pour panneaux de bois soit seul, soit en combinaison avec d’autres molécules, principalement avec du glucose et du saccharose. Cet article décrit les principaux développements techniques des bioadhésifs bois, sans considérer strictement les aspects économiques. L’acide citrique de synthèse est produit par voie industrielle en grande quantité, mais cette quantité n’est pas encore suffisante face à la demande, ce qui fait que l’acide citrique reste encore relativement cher. La production industrielle étant en train d’augmenter, il est probable que le prix diminuera dans le futur. Pour le glucose et le saccharose, le marché est en diminution du fait de la tendance à utiliser moins de sucre alimentaire pour des raisons de santé ; leur prix est donc en légère baisse, ce qui compense celui de l’acide citrique.
Points clés
Domaine : Collage du bois
Degré de diffusion de la technologie : Émergence
Technologies impliquées : réactions de l’acide citrique, collage de panneaux de bois, bois en placage stratifié (LVL), soudage mécanique du bois
Domaines d’application : collage de panneaux de bois, soudage mécanique du bois, amélioration de la résistance à l’eau
Principaux acteurs français :
-
Pôles de compétitivité : Laboratoire d’Étude et de Recherche sur le MAtériau Bois (LERMAB), Université de Lorraine
-
Centres de compétence : LERMAB, Université de Lorraine, France
Autres acteurs dans le monde : Research Institute for Sustainable Humanosphere, Kyoto University, Japon ; Southwest Forestry University, Kunming, Yunnan, PR Chine ; Dept. of Forest Product Technology, Universitas Gadjah Mada, Jl. Indonésie ; College of Furnishings and Industrial Design, Nanjing Forestry University, Nanjing, PR Chine
Contact : [email protected]
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KEYWORDS
citric acid | glucose | sucrose | wood adhesives | wood panels | chemical reactions
DOI (Digital Object Identifier)
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Conclusion
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3. Applications
3.1 Collage de bois en placage stratifié (LVL) et contreplaqué
Les résultats de l’analyse chimique ont eu une incidence directe sur les applications de l'acide citrique pour le collage du bois. Les collages de grandes surfaces planes en bois (telles que les placages) pour obtenir du contreplaqué et des panneaux LVL (Laminated Veneer Lumber) ont donné d'excellents résultats de résistance, même si les conditions de température de pressage (180 °C) étaient adaptées pour le LVL (180 °C), mais supérieures à ce qui est habituel pour le contreplaqué (110 °C à 150 °C). Ainsi, les résultats des collages ont montré que l'acide citrique a un grand potentiel pour être utilisé comme bio-liant pour les placages de bois, sans aucun autre additif .
La densitométrie aux rayons X réalisée sur des échantillons de LVL à cinq placages (figure 6) montre des pics de densité atteignant 1 015 kg/m3 au niveau de l'interface des plis (ligne de liaison), soit près de trois fois plus que la densité de placages non pressés. À l'inverse, dans les zones situées entre les lignes de liaison (au cœur de chaque pli de placage) une densité beaucoup plus faible est trouvée, celle-ci est presque comparable à celle des placages non pressés. Ce profil ressemble à celui que l'on trouve habituellement sur les joints en bois soudés, où la ligne de liaison entre les échantillons de bois présente une densité élevée ...
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BIBLIOGRAPHIE
-
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(2) - KUSUMAH (S.S.), UMEMURA (K.), OSHIOKA (K.Y.), MIYAFUJI (H.), KANAJAMA (K.) - Utilisation of sweet sorghum bagasse and citric acid for manufacturing particleboard I : Effects of predrying treatment and citric acid content on the board properties. - Ind. Crops Prod., 84, p. 34 (2016).
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(3) - LIAO (R.), XU (J.), UMEMURA (K.) - Low Density Sugarcane Bagasse Particleboard Bonded with Citric Acid and Sucrose : Effect of board density and additive content. - BioResources, 11, p. 2174 (2016).
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(4) - WIDYORINI (R.), NUGRAHA (P.), RAHMAN (M.), PRAYITNO (T.) - Bonding ability of a new adhesive composed of citric acid-sucrose for particleboard. - BioResources, 11, p. 4526 (2016).
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DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
NORMES
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Plywood – Bond Quality – Requirements. European Committee for Standardization : Brussels, Belgium. - EN 314-2 - 2004
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Plywood – Bond Quality – Test Methods. European Committee for Standardization : Brussels, Belgium. - EN 314-1 - 2004
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