Utilisation des polyuréthanes recyclés comme substitut des colles PMDI dans la production des panneaux dérivés bois, The use of recycled polyurethane as substitute of pMDI glue in the panel board production

Sous la direction de Antonio Pizzi, Frédéric Pichelin
Thèse soutenue le 04 juin 2010: Nancy 1
La poudre de polyuréthane à base de déchets de mousse de polyuréthane a des capacités de liant classique sous certaines conditions. Ceci est très intéressant du point de vue écologique car cela permet de rallonger le cycle de vie du polyuréthane et d’économiser le premier substituant de la colle classique qui est produit à partir de 100% de matière première. Le but de cette étude était d’améliorer l’application de la poudre de polyuréthane, comme substituant de la colle pMDI, dans la production des panneaux OSB. Une importante partie de ce travail était de mieux comprendre la réactivation de la poudre de polyuréthane et les conditions nécessaires pour que la poudre puisse fonctionner de façon optimale. Des résultats de recherche ont montré que l’uréthane est dégradé à une température de 165°C en groupements d’isocyanate et de polyols. La formation d’isocyanate à pu être démontrée par plusieurs méthodes. Le savoir a été généré dans des laboratoires et confirmé avec des essais pratiques sur des lignes industrielles. Un des objectifs principaux de ce travail était de baisser la température de décomposition de la poudre de polyuréthane à un niveau suffisamment bas pour que la poudre puisse être utilisée non seulement dans les couches externes mais aussi dans la couche médiane du panneau. Dans la première phase de ce travail la poudre de polyuréthane sans additifs a été analysée. Ensuite une sélection entre différents catalyseurs utilisés dans la production de mousse de polyuréthane a été effectuée. Pour pouvoir quantifier la capacité du catalyseur une machine permettant de produire des disques à base de polyuréthane pur a été développée. Cette machine a fourni la base pour pouvoir sélectionner le catalyseur le plus performant. Ainsi cette machine donne à l’entreprise Mobius Technologies une très bonne et simple solution pour déterminer les propriétés de la poudre de polyuréthane traitée ou non traitée et pour en déterminer la qualité. Enfin, les résultats de la recherche ont pu être mis en application à l’échelle industrielle sur des lignes industrielles d’OSB chez les entreprises Kronoply, Kronofrance et chez un producteur d’outre-mer qui reste anonyme dans ce document pour des raisons de discrétion liée à l’entreprise Mobius Technologies. Il a été possible de baisser la température de décomposition de la poudre jusqu’à 147°C, grâce au catalyseur employé. L’objectif de 120°C comme température de décomposition n’a donc pas été atteint
-adhésion
-poudre de polyuréthane
-poudre de polyuréthane micronisée
-isocyanate
-panneau dérivé bois
-recyclage
The polyurethane powder based on recycled material or polyurethane slab stocks shows bonding properties under certain circumstances. This is interesting from the ecological point of view, because the product life cycle of the polyurethane is prolonged. In addition to that the powder can be used as substitute for standard adhesives which are produced on 100% non renewable recourses. The goal of this project was the improvement of the application of polyurethane powder, as substitute of pMDI-adhesives, which are used in the production of OSB boards. One mayor aspect of the study was the understanding of the reactivation of the polyurethane powder and to find out the conditions for an optimized use of the powder. The results of the research demonstrated that at the degradation temperature of about 165°C the urethane bond is decomposed in to isocyanates and polyols, which is already well known in polyurethane chemistry. The reverse reaction to polyurethanes could be proved by several methods. This was than in lab scale and also under industrial conditions. The main objective of the present study was to lower the activation temperature of the polyurethane powder as pMDI adhesive substitute in the core and the surface layer of wood based panels. In the start-up phase the polyurethane powder was used an analysed without any additives. Later on a selection of different typical polyurethane catalysts were used. To quantify the efficiency of different catalysts a special machine was constructed. This new developed machine provided us with the results to select the most performing catalyst. In addition this machine was used as an easy and efficient quality control tool of Mobius Technologies. The results were used to apply the polyurethane powder on industrial production units of Kronoply (Germany), Kronofrance (France) and unstated OSB-producer in overseas. It was possible to lower the activation temperature by the use of a catalyst to about 147°C. The ambitious intent to reach a temperature of 120°C was not achieved
-adhesion
-polyurethane powder
-micronized polyurethane powde
-isocyanates
-wood based panels
-recycling
Source: http://www.theses.fr/2010NAN10030/document