PCI PhD 9 – Développement de revêtements polymérisés aux UV auto-réparateurs pour la finition des produits d’apparence en bois

Problématique

Dans le secteur des couvre-planchers et des portes en bois, les propriétés mécaniques sont très importantes. Notamment la résistance aux égratignures et à l’abrasion de la surface, qui permettent d’assurer le maintien de l’apparence dans le temps. Ces propriétés de surfaces sont apportées par le système de finition appliqué sur les couvre-plancher et des portes en bois. Au cours des deux dernières décennies, les gains de performance des systèmes de finition photopolymérisables ont été principalement associés à l’ajout de charges de dureté élevée (ex. : Al2O3, SiO2, etc.). Or, même si ces charges ont permis d’améliorer significativement les performances mécaniques de ce type de fini, il n’en demeure pas moins que la faible dureté du bois continue d’engendrer des défauts lorsque des agressions mécaniques sont subies. Pour repousser les limites de ces revêtements, il est donc nécessaire d’emprunter une nouvelle approche qui consiste à conférer au système de finition la propriété d’autoréparation. Les études rapportées à ce sujet dans la littérature ont porté essentiellement sur des revêtements souples possédant une résistance aux égratignures et une dureté modérée. Le développement de revêtements auto-réparateurs combinant là la fois les critères de performance mécanique élevés de l’industrie des couvre-planchers et des portes en bois et la fonction d’autoréparation est un défi de taille.

L’objectif de la recherche

L’objectif de ce doctorat est de développer un système de finition photopolymérisable aux ultraviolets (UV) 100% solides auto-réparant qui répond aux critères de performance usuels de l’industrie des couvre-planchers et des portes en bois. Pour ce faire, deux technologies seront envisagées : l’addition de capsules contenant un agent auto-réparateur, lesquelles seront dispersées dans la finition (approche extrinsèque) et le développement de formulations (approche intrinsèque) dont les composés acrylates contiennent des liaisons réversibles (liaisons hydrogènes, liaisons ioniques, enchevêtrement, mécanisme de Diels-Alder).

Méthodologie

• Identifier un agent auto-réparateur compatible avec le revêtement polymérisé aux UV à mettre dans les capsules
• Designer de nouvelles capsules répondant à un stimulus extérieur
• Identifier des oligomères ou monomères acrylates portant des liaisons réversibles sans diminuer les propriétés mécaniques

Applications potentielles et retombées industrielles

La réparation de l’égratignure, avec ou sans l’intervention, permet au couvre-plancher en bois de retrouver ses propriétés mécaniques d’origine. La retombée industrielle est d’augmenter l’image de marque des produits du bois en diminuant le nombre de réclamations à ce sujet.

 

 

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