Historique des matériaux en bois plastique (WPC)

Les composites en bois polymère (WPC) sont des produits qui ont été relativement développés récemment. Le marché du bois plastique ou des composites en bois plastique en Amérique du Nord a atteint des ventes d'environ 1 milliard de dollars. Le marché actuel de ces produits est d'environ 320,000 tonnes par an (en Europe, en 2020), qui a été développé au cours d'environ 30 ans d'activité intense. En fait, ce produit peut retracer ses racines bien avant ces dates. L'entreprise qui a inventé et breveté le processus de fabrication des WPC est Covema de Milan en 1960. Quelques années après l'invention du bois plastique, l'entreprise Icma San Giorgio a breveté le premier processus d'ajout de fibres de bois/poudre de bois aux thermoplastiques (WPCs). Le groupe Ovattifici Riunitti a produit le produit 'Woodstock' pour les voitures Fiat en 1972 et l'entreprise Sonneson AB a produit des carreaux de sol en fibres de bois en Suède en 1973.

Processus de production des matériaux en bois plastique (WPC)

Mélange

Le concept de ce processus est simple. Une poudre de bois fin ou de biomasse de bois provenant de résidus agricoles est mélangée avec des thermoplastiques tels que le polyéthylène ou le polypropylène dans un grand mélangeur. Les thermoplastiques peuvent être de type vierge ou recyclé. Les bois plastiques basés sur le polyéthylène sont de loin le type le plus courant. Des additifs tels que des colorants, des agents de liaison, des stabilisants UV, des agents moussants, des agents de formation de bulles et des lubrifiants aident à ajuster le produit final pour l'application cible.

Pressage

La plupart des bois plastiques sont produits par un processus de pressage, qui utilise différents types de presses, y compris des vis simples ou doubles pour façonner le matériau final. Les formes 2, 3 et 4 montrent respectivement des échantillons de produits WPC et un diagramme de flux du processus de production typique. D'autres efforts ont été faits pour réduire la densité, y compris la mousse des noyaux de profilés extrudés ou la conception de sections creuses pour des applications spécifiques. Dans certaines usines de production, les composants sont mélangés et traités dans une presse à granulés qui produit des granulés de nouveau matériau. Les granulés sont ensuite fondus et formés en la forme finale. D'autres fabricants effectuent cette étape finale en une seule combinaison et pressage. Les WPC pressés prennent la forme de profils pleins et creux.

Contrôle de la température

En raison de l'ajout de matière organique, les bois plastiques sont généralement traités à des températures beaucoup plus basses que les plastiques traditionnels lors du pressage. Les composites en bois plastique ont généralement tendance à avoir une température de fusion plus basse et il faut faire attention à ne pas dépasser cette température. En général, la plupart des additifs en bois commencent à brûler à une température d'environ 400 degrés Fahrenheit. En général, plus le rapport bois/plastique est élevé, plus la température de fusion sera basse.

Avantages et inconvénients du bois plastique (WPC)

Le bois plastique est largement utilisé dans diverses industries en raison de la combinaison des caractéristiques du bois et du plastique. Ces matériaux sont devenus une option populaire dans la construction et la conception environnementale en raison de leurs divers avantages. Cependant, comme tout matériau, ils ont aussi des inconvénients qui doivent être pris en compte lors de leur sélection et de leur utilisation dans des projets.

Avantages

Véritable alternative au bois

Durabilité environnementale

Résistance à la pourriture

Haute capacité de formage

Pas besoin de peinture

Excellente résistance aux intempéries

Entretien réduit

Inconvénients

Vulnérabilité à la dégradation UV

Poids

Caractéristiques du bois plastique

1. Haute résistance aux intempéries et à l'humidité

Le bois plastique, en raison des conditions qu'il subit lors de sa production, est très résistant à l'humidité, à la pluie, aux variations de température, etc. C'est pourquoi il est le meilleur choix pour une utilisation en extérieur et dans les zones à climat humide.

2. Longévité et durabilité accrues

Étant donné que le bois plastique utilise également du plastique, il est plus résistant que le bois naturel ; et il est plus résistant à la pourriture, à l'érosion et aux dommages causés par les insectes.

3. Esthétique et apparence naturelle

En raison de l'utilisation d'un mélange de bois et de plastique, il a une apparence similaire au bois et peut être utilisé pour la conception de la décoration intérieure et extérieure.

4. Facilité d'entretien

Le bois plastique se nettoie facilement et, contrairement aux bois naturels qui nécessitent plus d'entretien, il est plus facile à entretenir.

5. Durabilité contre les rayons UV

Une autre caractéristique très importante du bois plastique est sa résistance aux rayons UV, qui protège sa couleur et son apparence contre les changements environnementaux.

Différences principales entre le bois plastique et le bois naturel

Le bois plastique présente des différences particulières par rapport au bois naturel, notamment une plus grande résistance à l'humidité, à la pourriture et aux insectes, ainsi qu'une durabilité supérieure par rapport au bois naturel, ce qui en fait une option idéale pour une utilisation en extérieur et dans des zones aux conditions climatiques défavorables. De plus, il convient de noter que le bois plastique ne nécessite pas d'entretien particulier, contrairement au bois naturel qui nécessite un huilage et une peinture pour éviter la pourriture et le changement de couleur.

Applications du bois plastique

Construction

Le bois plastique est utilisé pour produire des clôtures, des revêtements de sol, etc. en extérieur ; et en raison de la haute résistance de ce matériau, il est un bon choix pour l'aménagement paysager dans les jardins, les villas, etc.

Décoration intérieure

En raison de la beauté et de la résistance du bois plastique, il peut être utilisé pour la conception intérieure et même extérieure, comme des revêtements de sol, des panneaux muraux, des meubles modernes, des panneaux, etc.

Mobilier urbain

Ce matériau est également utilisé dans la fabrication de mobilier urbain tel que des bancs, des poubelles, des barrières et des équipements de parcs.

Ce matériau peut être utilisé pour du mobilier urbain tel que des bancs, des équipements de parcs, des poubelles, etc.

Industrie automobile et emballage

En raison des caractéristiques spécifiques du bois plastique, il est utilisé dans certaines industries comme l'automobile et l'emballage.

Durée de vie du bois plastique

Selon le guide d'inspection de la rénovation résidentielle du ministère du Logement et du Développement urbain des États-Unis (HUD) en 2000, la durée de vie des revêtements extérieurs est la suivante :

Aluminium : 20 à 50 ans

Bois plastique : 10 à 100 ans (très dépendant des conditions climatiques et de l'entretien)

Vinyle : 50 ans

Une humidité élevée dans le climat de la Floride augmente la vitesse de dégradation des matériaux de 2 à 4 fois. L'accélération de la dégradation, observée à proximité des sites industriels, est due à l'émission de polluants industriels.

Résistance et durabilité des WPC

Les matériaux en bois plastique sont promus comme des produits nécessitant peu d'entretien et ayant une grande durabilité. Cependant, après une décennie d'utilisation extérieure dans l'industrie de la construction, des questions ont été soulevées concernant leur durabilité. Ces questions sont basées sur des preuves documentées de défaillances des produits de planches WPC dues à des facteurs tels que la dégradation des polymères, la décomposition du bois et la sensibilité aux champignons, qui ont un impact négatif sur la qualité esthétique du produit.

Réponse de l'industrie aux problèmes des WPC

L'industrie a amélioré les formulations des WPC pour faire face aux problèmes des produits de première génération. Les fabricants ont également fait de grands progrès dans la présentation de revendications plus raisonnables et dans l'éducation des consommateurs sur l'entretien approprié des produits WPC pour maintenir la qualité esthétique de la surface du produit. Des groupes de recherche à travers le monde travaillent sur une compréhension fondamentale de la durabilité des WPC pour aider à améliorer ou à identifier de nouvelles stratégies pour protéger les WPC. La durabilité des WPC restera un sujet important dans l'utilisation de ces produits dans la construction et d'autres applications connexes dans ce domaine.

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