Performances et applications de différents types de composites bois-plastique

Les composites bois-plastique (WPC) sont largement utilisés dans la fabrication de mobilier sur mesure pour l'intérieur et l'extérieur, dans les projets de décoration intérieure et dans des applications de construction telles que les portes, les fenêtres et les plinthes. Ceci est principalement dû aux propriétés et caractéristiques suivantes des matériaux WPC :

(1) Excellente usinabilité.
Les principaux composants des composites bois-plastique sont le plastique et les fibres de bois, ce qui confère au matériau une excellente usinabilité. Les outils de menuiserie courants peuvent être utilisés pour scier, clouer et raboter. En particulier, les composites bois-plastique offrent une résistance à la traction des clous bien supérieure à celle du bois ordinaire.

(2) Propriétés mécaniques supérieures.
Le module d'élasticité des composites bois-plastique (WPC) se situe entre celui du bois et celui du plastique. De plus, grâce à l'effet de mélange et à l'action catalytique des additifs, leurs résistances à la compression, à la flexion et au cintrage dépassent celles du bois classique et sont comparables à celles des bois durs de haute qualité.

(3) Résistance à l’humidité, à la corrosion et au vieillissement.
Les composites bois-plastique (WPC) héritent de nombreuses propriétés avantageuses des plastiques, notamment dans les domaines du mobilier, de la décoration et de la construction. Ils présentent une excellente résistance à l'exposition prolongée au soleil, à l'eau, à l'humidité, à la corrosion acide et alcaline, ainsi qu'au vieillissement. De plus, ils ne posent aucun problème lié au bois naturel, comme la prolifération bactérienne ou fongique et les infestations d'insectes.

1. Composites bois-plastique en polychlorure de vinyle (PVC)

Les composites bois-plastique en PVC possèdent d'excellentes propriétés d'isolation électrique et de résistance chimique. L'ajout de fibres de bois, poreuses et dotées de microcanaux capillaires, leur confère également une bonne absorption d'eau.
La résistance mécanique des composites bois-polymère (WPC) en PVC est liée au type de fibre de bois utilisé : plus la fibre de bois brute est résistante, meilleures sont les performances mécaniques du composite. De plus, les WPC en PVC offrent une bonne résistance à la traction, à la compression et à l’usure mécanique.
L'incorporation de plastifiants peut améliorer la fragilité à basse température et les performances de traitement des composites bois-plastique (WPC) en PVC, améliorant ainsi leur utilisation dans des environnements extérieurs à basses températures.

2. Composites bois-plastique en polystyrène (PS)

Les composites bois-plastique à base de polystyrène (PS) présentent d'excellentes propriétés d'isolation thermique, de résistance aux hautes températures et au vieillissement optique, ainsi que d'isolation électrique. Ils peuvent être fabriqués à partir de matériaux PS recyclés et de résidus issus de la transformation du bois.
Comme les autres composites bois-plastique (WPC), les WPC à base de polystyrène (PS) absorbent également l'eau, et le degré d'absorption dépend de la texture des fibres de bois. Les WPC fabriqués à partir de fibres de plantes herbacées absorbent l'eau plus efficacement que ceux fabriqués à partir de fibres de plantes ligneuses.
Les différents procédés de moulage utilisés pour les composites bois-polymère (PS WPC) peuvent modifier la densité du matériau, affectant ainsi sa résistance au feu et ses propriétés d'isolation thermique.

3. Composites bois-plastique en polypropylène (PP)

Les composites bois-plastique en polypropylène (PP) offrent une résistance à l'usure, à la chaleur, une isolation électrique et une résistance à la corrosion chimique. Parmi leurs principaux avantages, la résistance à l'usure et la résistance au feu sont les plus remarquables.
L'utilisation d'acide polyhydroxystéarique greffé à l'acide ricinoléique (RA-g-PHS) comme modificateur confère aux composites bois-polymère (PP WPC) une stabilité thermique maximale. L'ajout d'hypophosphite d'aluminium (AP) comme modificateur leur confère une résistance au feu maximale.
L'utilisation de la technologie de moussage dynamique par transfert de cavité et l'ajout de polyéthylène haute densité (PEHD) peuvent améliorer considérablement la résistance aux chocs et à l'usure des WPC en PP.
La modification par irradiation des composites bois-polymère (PP WPC) à l'aide de techniques d'ionisation peut améliorer leur résistance aux chocs ainsi que leur résistance à la flexion et leur résistance à la rupture par flexion.

4. Composites bois-plastique en polyéthylène (PE)

Les composites bois-plastique PE présentent une bonne aptitude à la transformation, de bonnes propriétés mécaniques et une bonne stabilité chimique, conservant des performances stables sous exposition aux UV et dans des environnements extérieurs à haute température.
Le prétraitement des fibres de bois avec de l'hydroxyde de sodium (NaOH) peut améliorer la résistance à la traction, la résistance aux chocs et l'absorption d'eau des WPC PE.
La modification des WPC PE avec du nano carbonate de calcium (NPCC) améliore la stabilité thermique et réduit la déformation à haute température.
La plupart des composites bois-polymère (WPC) en PE sont produits à partir de matériaux PE recyclés et de farine de bois, utilisant efficacement les déchets de transformation du bois et le PE mis au rebut, réduisant ainsi la pression environnementale.

5. Composites bois-plastique en acrylonitrile-butadiène-styrène (ABS)

Les composites bois-plastique ABS combinent les propriétés de leurs trois composants, offrant résistance chimique et thermique, grande élasticité, robustesse, excellente aptitude à la mise en œuvre et isolation électrique. Ils sont largement utilisés dans la fabrication de meubles haut de gamme et de mobilier d'extérieur.
Parmi les composites bois-plastique ABS, ceux fabriqués avec des fibres de pin dur et de l'acide maléique comme catalyseur présentent la meilleure compatibilité interfaciale et les performances mécaniques les plus élevées.

(4) Propriétés fonctionnelles personnalisables.
En choisissant différents plastiques, additifs ou méthodes de fabrication, il est possible d'ajuster la densité des WPC et d'incorporer des propriétés fonctionnelles spécifiques, telles que la résistance au feu et les propriétés antistatiques.

(5) Grande disponibilité des matières premières et faible coût.
Les composites bois-plastique (WPC) permettent une utilisation efficace des ressources en bois de rebut, contribuant ainsi à réduire la consommation forestière tout en atténuant la « pollution blanche » causée par les plastiques jetés.