PCI PhD 10 – Développement de revêtements auto-réparateurs en phase aqueuse pour les produits du bois d’intérieur

Problématique

Le bois est considéré comme un matériau chaleureux, intemporel, esthétique et noble pour les produits d’intérieur, mais son entretien et son usure précoce limitent son utilisation. Étant de dureté faible par rapport à certains autres matériaux utilisés pour de mêmes applications, et ce, malgré l’utilisation de revêtements protecteurs, il peut être facilement endommagé lorsqu’il est soumis à des agressions mécaniques, ce qui occasionne des réclamations de la clientèle et nécessite des opérations de décapage, de réparation et de refinition. Deux approches sont possibles pour pallier ce problème. La performance mécanique de la surface pourrait être améliorée par l’utilisation de résines plus performantes ou d’additifs qui renforceraient la résistance aux égratignures. La seconde approche concerne l’intégration de fonctions d’auto-réparation dans le revêtement. La première option a abondamment été étudiée et malgré les améliorations atteintes, le bois demeure un substrat mou et des indentations peuvent toujours y être crées. Par conséquent, il est préférable de s’orienter vers les revêtements auto-réparateurs, qui permettraient ainsi d’augmenter la durée de vie des produits du bois tout en réduisant la nécessité d’une intervention humaine importante pour l’entretien.

L’objectif de la recherche

Ce projet vise le développement de revêtements auto-réparateurs en phase aqueuse pour le bois. Il permettrait ainsi la conception d’un revêtement se réparant de manière autonome, ou nécessitant une intervention humaine légère, par exemple pour chauffer une surface. Il sera également important de maintenir une très faible teneur en composés organiques volatils dans sa composition.

Méthodologie

Deux approches ont été sélectionnées pour parvenir à l’objectif ciblé. Si les monomères utilisés pour l’élaboration du revêtement sont porteurs de diènes et de diénophiles, un réseau de polymères réticulés par des réactions de Diels-Alder peut être synthétisé. Cette réaction a la particularité d’être thermoréversible, les produits initiaux peuvent donc être reformés sous l’action de la chaleur par une réaction de rétro-Diels-Alder. Cette propriété est exploitable dans le cadre d’un revêtement auto-réparateur, la réaction de rétro-Diels-Alder permettant de défaire le réseau suite à une agression mécanique, pour ensuite le réticuler à nouveau à basse température. La seconde approche consiste en l’utilisation d’un système à deux composantes : la première, plus dure conférerait dureté et résistance et la seconde, plus molle, fournirait les propriétés d’auto-réparation.

Applications potentielles et retombées industrielles

Aucun revêtement auto-réparateur en phase aqueuse répondant aux attentes de performance n’est actuellement disponible sur le marché. Le développement d’un tel produit permettrait en conséquence de fournir un avantage concurrentiel aux partenaires industriels concernés tout en réduisant l’entretien des produits du bois et en allongeant leur durée de vie.

 

marie.mottoul.1@ulaval.ca