La relation entre les propriétés des panneaux de fibres de densité moyenne et les caractéristiques du bois

L'effect des matériaux de base sur la fabrication des panneaux de fibres de densité moyenne à été étudié. Les propriétés mécaniques et la stabilité dimensionnelle des panneaux de fibres de densité moyenne (MDF) faits à partir d'épinette noire ( Picea mariana (mill.) BSP.) d'âge de 1-20, 21-40, et plus de 40 ans ont été étudiées. Une analyse de la covariance (ANCOVA) a été faite pour examiner les différences de module de la rupture (MOR), de module d'élasticité (MOE), et de gonflement en épaisseur (TS) pour les trois types de panneaux, alors que la densité des panneaux était traitée comme une covariante afin dαajuster les valeurs moyennes qui ont été en partie attribuées à la densité des panneaux.Les résultats indiquent que les MOR, la cohésion interne (IB), et l'absorption d'eau des panneaux de fibres de densité moyenne faits à partir de fibres de 1-20 ans, donc contenant 100 % de bois juvénile, étaient sensiblement supérieurs à ceux des panneaux faits à partir de fibres de 21-40 et plus de 40 ans alors que lαexpansion linéaire (LE) des panneaux de fibres de densité moyenne faits à partir de fibres de 1-20 ans était sensiblement plus grande que celle des panneaux provenant du bois des deux autres classes dαâge. Les différences dans les MOR, IB, lαabsorption dαeau, et lαexpansion linéaire entre les panneaux faits à partir de fibres de 21-40 et plus de 40 ans nαétaient pas significatives. Les comparaisons de MOE et TS des panneaux dépendent relativement de la densité des panneaux et cela est dû à lαexistence dαinteractions avec les trois catégories dαâge.Les propriétés mécaniques et la stabilité dimensionnelle des MDF faits à partir de billes du haut, de mi-hauteur, et du bas de troncs dαépinettes noires ont été étudiées. Une analyse de covariance (ANCOVA) a été faite pour examiner lαeffet de la position du tronçon dans lαarbre sur les MOR et MOE employant la densité de panneaux équilibrée à 22 [degré]C et 65 % comme covariante. Les résultats indiquent que MOE et IB des panneaux de fibres de densité moyenne faits à partir de tronçons du haut et à la mi-hauteur sont sensiblement supérieurs à ceux des panneaux faits à partir du tronçons du bas; cependant, il nαy avait aucune différence significative entre les MOE et IB des panneaux faits à partir des billes du haut et à la mi-hauteur. Lαabsorption dαeau des panneaux faits à partir de tronçons du haut et mi-hauteur est sensiblement inférieure à celle des panneaux faits à partir de billes du bas, et la différence dans lαabsorption dαeau entre les panneaux faits à partir de billes du haut et à la mi-hauteur nαétait pas significative.Le TS des panneaux faits à partir des tronçons du haut était la plus basse parmi celle des trois types des panneaux et était sensiblement différente de celles des panneaux faits à partir de tronçons à la mi-hauteur et du bas. Les panneaux faits à partir de billes du bas ont donné les plus hauts TS, qui étaient sensiblement différents de ceux des panneaux faits à partir des billes du haut et de mi-hauteur. Les différences dans le LE parmi les panneaux faits à partir de tronçons du haut, à la mi-hauteur, et du bas nαétaient pas significatives. La comparaison des MOR des panneaux faits à partir de tronçons du haut, à la mi-hauteur, et du bas dépendait de la densité de panneau dû à lαexistence dαinteractions avec les trois groupes. La densité des panneaux a un effet considérable sur leur MOR et MOE, cependant, son impact sur IB, LE, TS et lαabsorption de lαeau nαétait pas significatif dans cette étude. Des relations linéaires entre MOR, MOE et la densité des panneaux ont été trouvées et des équations décrivant ces relations ont été développées.Les propriétés en flexion, de cohésion interne, et stabilité dimensionnelle des panneaux MDF faits à partir des trois clones du peuplier ( Populus . spp.) avec le code 915303, 915311, et 915313 ont été étudiés. Lαanalyse de variance et lαanalyse de covariance ont été exécutées dans cette étude pour examiner les différences dans les MOR et MOE des panneaux MDF faits à partir des trois hybrides de peuplier. Les résultats indiquent que les MOR des panneaux fabriqués à partir du clone 915311 étaient sensiblement plus élevés que ceux des panneaux faits à partir du clone 915303 ou 915313; cependant, il nαy avait aucune différence significative dans les MOR entre les panneaux faits à partir du clone 915303 ou 915313. Les MOE des panneaux de fibres de densité moyenne faits à partir du clone 915311 ont été les plus élevés, et sensiblement différents de ceux des panneaux faits à partir du clone 915303 ou 915313; Les MOE des panneaux faits à partir du clone 915303 étaient les plus bas et sensiblement inférieurs à ceux des panneaux du clone 915313.Les panneaux MDF faits à partir des deux clones 915303 et 915311 étaient supérieurs aux panneaux faits à partir du clone 915313 en ce qui concerne la cohésion interne; mais il nαy avait aucune différence significative dans la cohésion interne entre les panneaux faits à partir du clones 915303 ou 915311. La stabilité dimensionnelle des panneaux de fibres de densité moyenne a été évaluée par LE, TS, et lαabsorption dαeau, et aucune différence significative nαa été trouvée parmi les trois types de panneaux. Cette étude montre un effet significatif de variation clonale du peuplier hybride sur les propriétés en flexion et le lien interne des panneaux de MDF, et suggère que des améliorations des panneaux MDF dans les propriétés en flexion et de cohésion interne peuvent être faites en choisissant un ou plusieurs hybrides. De plus, la densité des panneaux était un facteur considérable influençant les MOR et MOE des panneaux MDF et des relations linéaires significatives entre les MOR, MOE et la densité des panneaux ont été obtenues.La possibilité dαemployer le bois de mélèze comme matériau de base pour la fabrication des panneaux MDF a été étudiée. Des panneaux de fibres de densité moyenne ont été fabriqués en laboratoire à partir de fibres produites du bois de mélèze, et des panneaux faits à partir des fibres tirées dαépinette, pin, et sapin (S-P-F) ont été étudiés comme contrôle. Dix pourcent de résine dαurée-formaldehyde (UF) et 0,5 % de cire ont été mélangés avec les fibres produites à partir du mélèze et du bois de S-P-F. Les programmes de pression et de température utilisés pour le pressage des panneaux ont été maintenus identiques pour les deux types de panneaux.Selon le standard américain national standard ANSI A 208.2-2002 pour lαévaluation des panneaux MDF pour application intérieure, les MOR, MOE, et IB des panneaux faits avec du bois de S-P-F satisfont aux conditions de la catégorie 120. Les MOR et MOE des panneaux faits à partir du bois de mélèze étaient inférieurs à ceux des panneaux faits à partir de S-P-F. Cependant, cette différence peut être compensée en optimisant les paramètres de pressage afin dαacquérir un profil de densité optimisé dans les panneaux. De plus, les propriétés des panneaux faits à partir du bois de mélèze ont pu être améliorées par manipulation des paramètres de raffinage pour réduire la proportion de fines dans la fibre. On peut conclure que le mélèze est utilisable comme matériau de base pour la fabrication de panneaux MDF.La relation entre les propriétés de panneaux MDF et les caractéristiques du bois et des fibres a été étudiée dans ce travail. Les panneaux MDF ont été manufacturés en laboratoire à partir de différentes espèces et types de bois, qui étaient du bois dαépinettes noires agées de 1-20, 21-40, et plus de 40 ans, ainsi que les billes du haut, de la mi-hauteur, et du bas dαarbres dαépinettes noires, de trois clones de peuplier, de mélèze, et dαun mélange dαépinette, pin, et sapin. Les propriétés mécaniques des panneaux évaluées ont été le module de rupture (MOR), le module dαélasticité (MOE) en flexion, et la cohésion interne (IB), ainsi que la stabilité dimensionnelle évaluée par lαexpansion linéaire (LE), le gonflement en épaisseur (TS), et lαabsorption dαeau (WA), qui ont été analysées comme variables de réponse dans lαétude. Diverses caractéristiques du bois et de la fibre, telles que la densité du bois, son pH et sa capacité tampon basique, le pH de la fibre et sa capacité tampon basique, la longueur moyenne arithmétique des fibres, leur largeur, le pourcentage de fines des fibres, le pourcentage de fibres réparties dans les tamis de taille >3,240 mm2, 0,828 mm2, 0,281 mm2, 0,017 mm2, et sur le tamis 0,017 mm2, ont été mesurées, et ont été utilisées comme variables prédictrices.Lαanalyse de régression linéaire multiple a été utilisée afin de mettre en évidence les rapports fonctionnels entre les propriétés des panneaux et les caractéristiques des bois et de la fibre. Les résultats indiquent que le module de rupture est négativement lié au pourcentage arithmétique moyen de fibres fines. Le module dαélasticité est affecté négativement par le pourcentage de petites particules (< taille 0,017 mm2) dans la pâte, et également lié au pH du bois et à dαautres caractéristiques du bois et de la fibre qui nαont pas été mesurées et analysées. La cohésion interne dépend négativement du pourcentage arithmétique moyen de fibres fines, mais est amélioré par un contenu croissant de petites particules (< taille 0,017 mm2). Le pH de la fibre a eu un effet négatif sur le test de tension perpendiculaire. Les résultats indiquent également que la cohésion interne est liée à dαautres caractéristiques inconnues du bois et des fibres qui nαont pas été incluses dans lαanalyse. Lαexpansion linéaire du panneau sαest avérée être négativement liée à la densité du bois, et reliée à dαautres caractéristiques du bois et de la fibre qui nαont pas été mesurées. Le gonflement en épaisseur a été négativement affecté par la longueur arithmétique moyenne des fibres. La largeur arithmétique moyenne des fibres a un effet négatif sur lαabsorption dαeau des panneaux. Les valeurs des MOR, MOE et IB sont liées au contenu de fibres fines indiquant un rôle significatif du processus de raffinag