Recherche sur le durcissement rapide du revêtement en poudre des panneaux de bois artificiel à l'aide d'un élément chauffant en fibre de carbone et d'un rayonnement infrarouge

La demande mondiale de produits du travail du bois reste soutenue, comme en témoigne la production importante de panneaux artificiels, qui dépasse les 100 millions de mètres cubes par an. Parmi ceux-ci, les panneaux de fibres à densité moyenne (MDF) se distinguent, avec des volumes de production annuels atteignant 30 millions de mètres carrés. Si l'on tient compte d'une épaisseur standard de 16 mm, cela représente environ 1,8 milliard de mètres carrés de MDF par an. Ces panneaux sont fabriqués de manière experte à partir de fibres de bois liées par des adhésifs à base de formaldéhyde, et répondent à divers besoins industriels dans le monde entier.

En raison de la grande porosité des panneaux artificiels, les revêtements de peinture traditionnels permettent aux pores capillaires des fibres de bois d'émettre du formaldéhyde pendant l'utilisation du mobilier, ce qui présente des risques dans les environnements résidentiels et de bureau. En 2004, le Centre international de recherche sur le cancer a classé le formaldéhyde dans le groupe 1 des substances cancérogènes. Auparavant, la production de panneaux artificiels en Chine dépassait huit fois cette norme. Les émissions de COV (composés organiques volatils) et de formaldéhyde provenant des meubles posent donc un problème environnemental important et constituent un risque majeur pour la santé des personnes vivant dans ces environnements. Il s'agit d'un problème critique auquel l'industrie de transformation des panneaux artificiels doit s'attaquer.

L'utilisation du revêtement en poudre avec élément chauffant en fibre de carbone Le rayonnement infrarouge pour le durcissement rapide des panneaux artificiels permet d'obtenir des émissions de formaldéhyde et de COV nulles. Cette technologie spéciale provient du laboratoire de recherche en ingénierie optoélectronique du poste de travail académique de la science et de la technologie de Wuyuan. Toutefois, il reste deux points à approfondir et à améliorer :

1. Conductivité électrique des surfaces des cartes : Les principaux facteurs influençant la conductivité électrique des panneaux artificiels sont la teneur en humidité, la densité, la température et les propriétés anisotropes. À température ambiante, la résistivité des panneaux saturés est de 10³ ohms-m, et la résistivité de surface des panneaux secs est supérieure à 10¹² ohms-m. Les panneaux artificiels se situent donc entre les semi-isolants et les isolants, ce qui nécessite des solutions pour améliorer la résistance et la conductivité de la surface afin d'obtenir un revêtement en poudre efficace.
2. Sensibilité thermique des matériaux en bois : Le bois étant un matériau thermosensible dont la conductivité thermique est sensiblement différente de celle des métaux, des températures élevées pendant le durcissement peuvent provoquer des fissures.

Si ces deux questions sont effectivement résolues, cela pourrait représenter une révolution technologique dans l'industrie de la transformation des panneaux de bois. Explorons les propriétés électriques du bois :

• Conductivité du bois : Le bois est dépourvu d'électrons libres et présente une très faible conductivité électrique. La faible conductivité du bois absolument sec est principalement due aux quelques ions mobiles présents dans le bois, qui proviennent des groupes ioniques des composants de la paroi cellulaire ou de composants inorganiques minimaux présents dans le bois. La présence d'eau facilite la conductivité ionique, l'interaction entre les groupes ioniques, les composants inorganiques et les molécules d'eau formant des interfaces conductrices. Ce mécanisme est complexe ; à de faibles niveaux d'humidité, le nombre d'ions libres joue un rôle important, tandis qu'à des niveaux d'humidité élevés, la mobilité des ions est cruciale. Les changements dans la concentration et la distribution des ions dans le bois peuvent affecter de manière significative sa conductivité.
• Constante diélectrique du bois : La constante diélectrique indique la capacité du bois à planifier et à stocker l'énergie électrique dans un champ électrique alternatif. C'est le rapport entre la capacité du bois dans un champ alternatif et celle des mêmes conditions dans le vide. Le bois sec ayant une constante diélectrique d'environ 2 et l'eau de 81, plus la constante diélectrique est faible, meilleures sont les propriétés isolantes.

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