FR2800082A1 - Wood particle modification, comprises mixing with a copolymer of monomers reacting with wood cellulose hydroxyl groups, ensuring chemical compatability and regulating surface properties - Google Patents

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Abstract

Modification of the surface properties of wood particles comprises forming a copolymer by radical polymerization of a monomer(s) (M1) reacting with the hydroxyl groups of wood cellulose, a second monomer(s) (M2) ensuring chemical compatibility with a polymer matrix and a third monomer(s) (M3) regulating the surface properties of the copolymer. Modification of the surface properties of wood particles comprises forming a copolymer by radical polymerization of a monomer(s) (M1) reacting with the hydroxyl groups of wood cellulose, a second monomer(s) (M2) ensuring chemical compatibility with a polymer matrix and a third monomer(s) (M3) regulating the surface properties of the copolymer, this copolymer or a reactive latex having chemical functional groups, mixing with wood particles and cooling. An Independent claim is included for the obtained treated wood particles.

Description

La présente invention a pour objet un procédé de modification de la surface des particules de bois pour améliorer leurs propriétés, en vue de leur utilisation en particulier pour la fabrication de matériaux composites à base de polymères synthétiques, ainsi que les produits obtenus. The present invention relates to a method for modifying the surface of the wood particles to improve their properties, with a view to their use in particular for the manufacture of composite materials based on synthetic polymers, as well as the products obtained.

Elle consiste à transformer des particules bois par la fixation d'un latex réactif (spécialement synthétisé) pour leur conférer propriétés particulières telles que la compatibilité avec des matrices thermoplastiques comme les polyoléfines, le polystyrène, le polychlorure de vinyle ou matrices thermodurcis sables comme les résines époxy, les polyesters. It consists in transforming wood particles by fixing a reactive latex (specially synthesized) to give them special properties such as compatibility with thermoplastic matrices such as polyolefins, polystyrene, polyvinyl chloride or thermoset sands such as resins epoxy, polyesters.

<B>Il</B> est connu que l'ajout d'une charge telle talc, mica, fibres de verre ou de carbone, etc dans une matrice polymère permet d'améliorer les propriétés mécaniques du matériau, notamment sa rigidite sa solidité. <B> It is known that the addition of a filler such as talc, mica, fiberglass or carbon, etc. in a polymer matrix makes it possible to improve the mechanical properties of the material, in particular its rigidity and strength. .

Les particules de bois (sciures ou farines) utilisées comme charge dans les matrices thermoplastiques ou thermodurcissables présentent de nombreux avantages comme la possibilité de donner un aspect naturel aux composites, leur faible coût, leur densité peu élevée, leur facilité d'approvisionnement et leur biodégradabilité, mais également de nombreux inconvénients tels qu'une mauvaise adhérence entre les particules et la matrice plastique, une reprise d'humidité, une instabilité dimensionnelle, une mauvaise résistance aux agents de dégradation biologique, une mauvaise tenue au feu, un caractère hydrophile rendant les particules de bois incompatibles avec la plupart des polymères. Il en résulte que l'utilisation de particules de bois en tant que charge dans matrice plastique génère des matériaux fragiles. Wood particles (sawdust or flour) used as filler in thermoplastic or thermosetting dies have many advantages such as the possibility of giving composites a natural appearance, their low cost, their low density, their ease of supply and their biodegradability. but also many drawbacks such as poor adhesion between the particles and the plastic matrix, moisture uptake, dimensional instability, poor resistance to biological degradation agents, poor fire resistance, hydrophilicity rendering wood particles incompatible with most polymers. As a result, the use of wood particles as a filler in plastic matrix generates brittle materials.

Trois voies sont envisageables pour contrôler paramètres # 1) Ajout d'un compatibilisant. Three ways are possible to control parameters # 1) Add a compatibilizer.

# 2) Modification chimique de la matrice polymère. # 3) Modification chimique des particules de bois.  # 2) Chemical modification of the polymer matrix. # 3) Chemical modification of wood particles.

D'un point de vue économique, il n'est pas interessant d'introduire un agent compatibilisant, ni de modifier chimiquement matrice polymère constituée généralement de déchets plastiques mélangés non compatibles entre eux. D'où l'intérêt de modifier chimiquement les particules de bois avant de les incorporer dans la matrice polymère. From an economic point of view, it is not interesting to introduce a compatibilizing agent or to chemically modify a polymer matrix generally consisting of mixed plastic waste not compatible with each other. Hence the interest of chemically modifying the wood particles before incorporating them into the polymer matrix.

Des travaux ont déjà été réalisés pour améliorer les propriétés intrinsèques du bois Le procédé de rétification du bois, décrit par exemple dans les brevets suivants: FR 2 591 611 (ARMINES), FR 2 609 927 (ARMINES) et FR 2 751 580 (NEW OPTION WOOD), consiste à soumettre le bois à un traitement thermique contrôlé sous atmosphère inerte ou réductrice qui conduit à la thermo-condensation des composés lignocellulosiques du bois. Le bois est généralement traité à une température inférieure à 250 C afin de garder des propriétés mécaniques suffisantes. Ce procédé réduit le caractère hydrophile du bois et améliore ses propriétés comme la résistance aux micro-organismes, la stabilité dimensionnelle et la tenue en température. De plus, la porosité du bois est augmentée, et les caractéristiques de surface et les propriétés mécaniques sont modifiées. Work has already been done to improve the intrinsic properties of wood The method of wood rectification, described for example in the following patents: FR 2 591 611 (ARMINES), FR 2 609 927 (ARMINES) and FR 2 751 580 (NEW OPTION WOOD), involves subjecting the wood to a controlled heat treatment under an inert or reducing atmosphere which leads to the thermo-condensation of lignocellulosic wood compounds. The wood is usually treated at a temperature below 250 C in order to maintain sufficient mechanical properties. This process reduces the hydrophilic nature of wood and improves its properties such as resistance to microorganisms, dimensional stability and temperature resistance. In addition, the porosity of the wood is increased, and the surface characteristics and mechanical properties are modified.

Il faut cependant noter une coloration sombre due à la combustion d'une partie des polymères du bois tels que l'hémicellulose, la lignine et la cellulose. En outre, la rétification ne confère pas aux particules de bois une adhérence correcte avec la matrice polymère. However, it is necessary to note a dark coloration due to the combustion of a part of the wood polymers such as hemicellulose, lignin and cellulose. In addition, the retification does not give the wood particles a proper adhesion with the polymer matrix.

Le procédé selon la présente invention a pour objectif de remédier à cet état de choses. Il permet en effet non seulement d'améliorer très sensiblement l'adhérence de l'interface bois-polymère, mais également de limiter la dégradation thermique des particules de bois à la température de mise en oeuvre des composi tes, de réduire le caractère hydrophile du bois, d'améliorer sa stabilité dimension nelle, d'augmenter sa résistance aux agents de dégradation biologique, de préserver ses propriétés physico-mécaniques, d'améliorer sa tenue au feu et de conserver sa couleur. The method according to the present invention aims to remedy this state of affairs. In fact, it not only makes it possible to significantly improve the adhesion of the wood-polymer interface, but also to limit the thermal degradation of the wood particles at the processing temperature of the composites, to reduce the hydrophilic nature of the composition. wood, to improve its dimensional stability, to increase its resistance to biological degradation agents, to preserve its physico-mechanical properties, to improve its resistance to fire and to preserve its color.

Le procédé présente en outre l'intérêt de rendre possible l'élabora- tion des composites à partir de matrices polaires ou apolaires. The method also has the advantage of making it possible to prepare the composites from polar or apolar matrices.

Ce procédé est caractérisé par la préparation par voie radicalaire éventuellement en émulsion d'un copolymère formé d'au moins un composant réagissant avec les groupes hydroxyles (OH) de la cellulose du bois, d'au moins un composant assurant la compatibilité avec la matrice polymère, et d'au moins un composant pour réguler les propriétés telles que l'hydrophobie et la résistance aux bactéries, ce copolymère, appelé aussi latex réactif, étant ensuite mélangé particules de bois, qui peuvent être activées ou non, dans le but de modifier chimiquement leur surface, le mélange étant finalement séché à chaud. This process is characterized by the radical preparation, optionally in emulsion, of a copolymer formed of at least one component reacting with the hydroxyl (OH) groups of the wood cellulose, of at least one component ensuring compatibility with the matrix. polymer, and at least one component to regulate properties such as hydrophobicity and resistance to bacteria, this copolymer, also called reactive latex, being then mixed wood particles, which can be activated or not, for the purpose of chemically modify their surface, the mixture being finally dried while hot.

Sur le dessin annexé, donné à titre d'exemple non limitatif d'une formes de réalisation de l'objet de l'invention, la figure 1 est un schéma symbolique des phases essentielles du procédé revendiqué. In the accompanying drawing, given by way of non-limiting example of an embodiment of the object of the invention, Figure 1 is a symbolic diagram of the essential phases of the claimed process.

La formulation de base du latex réactif inclut trois composants chimiques essentiels - un ou plusieurs monomères (Ml) pour assurer la réaction chimique avec les groupements hydroxyles de la cellulose du bois, - un ou plusieurs monomères (M2) pour être compatibles ou réagir avec les matrices polymères, - un ou plusieurs monomères (M3) pour réguler les propriétés surface telles que l'hydrophobie et pour améliorer la résistance aux bactéries. The basic formulation of the reactive latex includes three essential chemical components - one or more monomers (M1) to ensure the chemical reaction with the hydroxyl groups of the wood cellulose, - one or more monomers (M2) to be compatible or react with the polymeric matrices, - one or more monomers (M3) for regulating surface properties such as hydrophobicity and for improving bacterial resistance.

Le latex pourra contenir en plus différents additifs destinés à conferer aux particules de bois (P) des propriétés déterminées et dont la présence la concentration dépendront des objectifs souhaités. Ce sont, par exemple, des agents ignifugeants de type acrylates phosphorés. The latex may contain in addition various additives intended to impart to the wood particles (P) specific properties and whose presence the concentration will depend on the desired objectives. These are, for example, flame retardants of the phosphorus acrylate type.

Les monomères (M1) destinés à assurer la réaction chimique avec les groupes hydroxyles (OH) de la cellulose pourront être par exemple - la vinyl diméthyl azlactone de formule CH2 = CH CNC(CH3)2C02 - le m-isopropenyl , diméthyl benzyl isocyanate (TMI) de formule H2C = C (CH3) C6HIC <B>(CHI</B> NCO, - le méthacryloyle isocyanate (MAI) de formule H2C = C (CH3) CONCO - l'adduit obtenu à partir d'acrylate d'hydroxyéthyle de formule H2C = CHC02<B>(CHI</B> OH et de toluène 2,4 - diisocyanate pur (TDI) de formule H3CCIH3 (NCO)2 - l'anhydride maléique - des dérivés de l'acrylamide comme par exemple N. (hydroxyméthyle) acrylamide de formule H2C = CHCONHCH20H Les réactions chimiques entre les groupements réactifs présents dans le latex et les groupements hydroxyles de la cellulose se produisent lors des étapes de mélange et de séchage. The monomers (M1) intended to ensure the chemical reaction with the hydroxyl (OH) groups of the cellulose may be, for example, vinyl dimethyl azlactone of formula CH2 = CH CNC (CH3) 2CO2 - m-isopropenyl, dimethyl benzyl isocyanate ( TMI) of formula H 2 C = C (CH 3) C 6 HCl <B> (CHI) NCO, - isocyanate methacryloyl (MAI) of formula H 2 C = C (CH 3) CONCO - adduct obtained from acrylate hydroxyethyl of formula H 2 C = CHCO 2 <B> (CHI </ B> OH) and pure toluene 2,4-diisocyanate (TDI) of formula H3CCIH3 (NCO) 2 - maleic anhydride - derivatives of acrylamide, for example N. (hydroxymethyl) acrylamide of formula H 2 C = CHCONHCH 2 OH The chemical reactions between the reactive groups present in the latex and the hydroxyl groups of the cellulose occur during the mixing and drying steps.

II y aura par exemple formation d' - amido-ester stable entre les groupements OH et azlactone, - uréthanes entre les groupements OH et isocyanate, - éthers entre les groupements OH et les derivés de l'acrylamide. Les monomères (M2) destinés à assurer la compatibilité ou à réagir avec une matrice polymère possèdent la structure chimique suivante

Figure img00040032

Cette molécule présente les particularités suivantes - structure acrylique et non vinylique, car composés acryliques sont plus réactifs que les composés vinyliques en polymérisation radicalaire. There will be, for example, formation of a stable amido ester between the OH and azlactone groups, urethanes between the OH and isocyanate groups, and ethers between the OH groups and the acrylamide derivatives. Monomers (M2) for compatibility or reaction with a polymer matrix have the following chemical structure
Figure img00040032

This molecule has the following particularities - acrylic and non-vinyl structure, because acrylic compounds are more reactive than vinyl compounds in radical polymerization.

- présence d'une chaîne alkyle R2 = CyH2y + 1 permettant d'assurer la compatibilité avec une matrice polymère constituée de polychlorure de vinyle quand y = 1 ou avec une matrice polymère de type polyoléfine quand y = 8 ou 12. Dans le cas où y = 8, les composés chimiques utilisés sont de type acrylate à chaîne grasse. - presence of an alkyl chain R2 = CyH2y + 1 making it possible to ensure compatibility with a polymer matrix made of polyvinyl chloride when y = 1 or with a polyolefin-type polymer matrix when y = 8 or 12. In the case where y = 8, the chemical compounds used are of the fatty-chain acrylate type.

<U>Cas particuliers</U> # Monomère utilisé pour assurer la réaction avec une matrice type résine époxy : Méthacrylate de glycidyle. <U> Special cases </ U> # Monomer used to react with an epoxy resin type matrix: Glycidyl methacrylate.

# Monomère utilisé pour assurer la compatibilité avec une matrice type polyester : Styrène - Monomère utilisé pour assurer la réaction avec les polyuréthanes acrylate d'hydroxyéthyle.  # Monomer used to ensure compatibility with a matrix type polyester: Styrene - Monomer used to ensure the reaction with polyurethanes hydroxyethyl acrylate.

Les monomères (M3) destinés à réguler les propriétés de surface telles que l'hydrophobie sont de type acrylates à chaîne grasse comme, par exemple, l'acrylate de lauryle ou de type acrylates fluorés et les monomères destinés à améliorer la résistance aux bactéries sont de type acrylates porteurs d'une fonction ammonium quaternaire ou phosphore quaternaire. Monomers (M3) intended to regulate surface properties such as hydrophobicity are of the fatty-chain acrylate type, for example lauryl acrylate or fluorinated acrylates, and the monomers intended to improve the resistance to bacteria are of acrylate type carrying a quaternary ammonium or quaternary phosphorus function.

La synthèse du latex (L) est obtenue de préférence par une polymérisation radicalaire en émulsion selon les modes opératoires connus. L'émulsion comprend un solvant hydrophile tel que l'eau ou éventuellement un mélange d'eau et de solvant miscible à l'eau, par exemple l'alcool. The synthesis of the latex (L) is preferably obtained by radical polymerization in emulsion according to the known procedures. The emulsion comprises a hydrophilic solvent such as water or optionally a mixture of water and water-miscible solvent, for example alcohol.

Le latex réactif obtenu par polymérisation en émulsion par voie radicalaire est synthétisé à partir d'un monomère de type acrylate chaîne grasse, d'un monomère réactif de type vinyl diméthyl azlactone ou N-(hydroxyméthyle) acrylamide, ou de type m-isopropenyl , diméthyl benzyl ïsocyanate (TMI) ou méthacryloyle isocyanate (MAI) ou adduit d'acrylate d'hydroxyéthyle et de toluène 2,4 - diisocyanate dans lesquels les fonctions N = C = O sont bloquées par l'e-caprolactame ou par un tert-butyl phénol et d'un monomère acrylate porteur d'une fonction ammonium ou phosphore quaternaire. The reactive latex obtained by radical emulsion polymerization is synthesized from a fatty-chain acrylate type monomer, a vinyl dimethyl azlactone or N- (hydroxymethyl) acrylamide type reactive monomer, or of the m-isopropenyl type, dimethyl benzyl isocyanate (TMI) or methacryloyl isocyanate (MAI) or adduct of hydroxyethyl acrylate and toluene 2,4 - diisocyanate in which the N = C = O functions are blocked by ε-caprolactam or a tert- butyl phenol and an acrylate monomer bearing a quaternary ammonium or phosphorus function.

Si on préfère utiliser les monomères réactifs de type m-isopropenyl, diméthyl benzyl isocyanate (TMI) ou méthacryloyle isocyanate (MAI) ou adduit d'acrylate d'hydroxyéthyle et de toluène 2,4 - diisocyanate sans bloquer les fonctions N = C = 0 ou bien encore l'anhydride maléique, on aura recours de la polymérisa tion radicalaire classique en solution au lieu de la polymérisation en émulsion. If it is preferred to use the reactive monomers of the m-isopropenyl, dimethyl benzyl isocyanate (TMI) or methacryloyl isocyanate (MAI) type or adduct of hydroxyethyl acrylate and toluene 2,4-diisocyanate without blocking the functions N = C = O or alternatively maleic anhydride, conventional radical polymerization in solution will be used instead of the emulsion polymerization.

Les particules de bois (P) seront constituées de sciure ou de farine de bois. The wood particles (P) will consist of sawdust or wood flour.

La taille de ces particules est généralement comprise entre 350 et 4000 pm. En ce qui concerne la farine, la taille est inférieure à pm. The size of these particles is generally between 350 and 4000 pm. Regarding the flour, the size is less than pm.

Les particules de bois pourront avantageusement provenir d'arbres tels que l'épicéa ou le hêtre et avoir les caractéristiques ci#après Sciure : - Granulométrie de 350 à 2000 pm, de préférence 530 à 750 pm. - Densité de 0,12 à 0,19 gr/cm3, de préférence 0,14 à 0,19 gr/cm3. - tamisée et dépoussiérée. The wood particles can advantageously come from trees such as spruce or beech and have the following characteristics: - Granulometry of 350 to 2000 μm, preferably 530 to 750 μm. Density of 0.12 to 0.19 g / cm 3, preferably 0.14 to 0.19 g / cm 3. - sieved and dusted.

- Sans colorant, ni insecticide, ni fongicide, ni produits chimiques. - Stabilité thermique 200 C. - No dyes, insecticides, fungicides or chemicals. - Thermal stability 200 C.

Farine : - Granulométrie inférieure à 500 pm. - Densité 0,10 à 0,17 gr/cm3. Flour: - Particle size less than 500 μm. - Density 0.10 to 0.17 gr / cm3.

Pour faciliter la réaction des particules avec le latex, on peut procéder à une activation (Pa) préalable de la surface des particules. Le procédé consiste à ozoniser à sec la sciure ou la farine de bois dans un réacteur à température ambiante durant 30 à 120 minutes, avec un flux constant d'un mélange air-ozone (03) et une concentration d'ozone comprise entre 5 et 8 10-3 g/l, sous agitation pour assurer un bon contact. To facilitate the reaction of the particles with the latex, it is possible to carry out a prior activation (Pa) of the surface of the particles. The process consists in dry ozonizing sawdust or wood flour in a reactor at room temperature for 30 to 120 minutes, with a constant flow of an air-ozone mixture (03) and an ozone concentration of between 5 and 10-3 g / l, with stirring to ensure good contact.

Au cours de cette réaction d'ozonisation, il y a une destruction partielle des fibres du bois. L'ozone dégrade la lignine qui ne joue plus son rôle de liant entre les fibres de cellulose et rend plus accessible les fonctions hydroxyles de la cellulose. During this ozonization reaction, there is a partial destruction of the wood fibers. Ozone degrades lignin, which no longer plays its role as a binder between cellulose fibers and makes the hydroxyl functions of cellulose more accessible.

Cette activation sera surtout utilisée dans les cas où les particules contiennent beaucoup de lignine. L'ozonisation amène également la formation de groupements réactifs de type peroxydes ou hydroperoxydes qui permettent de faciliter la fixation du latex sur la surface des particules de bois lors du séchage. Les particules de bois, activés ou non, sont mélangées (M) avec le latex réactif dans un réacteur à température ambiante par agitation mécanique. This activation will be used mainly in cases where the particles contain a lot of lignin. Ozonation also leads to the formation of reactive groups such as peroxides or hydroperoxides which make it easier to fix the latex on the surface of the wood particles during drying. The wood particles, activated or not, are mixed (M) with the reactive latex in a reactor at room temperature by mechanical stirring.

Le séchage (S) de la suspension ainsi obtenue se fera ' une température comprise entre 100 et 120 C. Quand le latex est synthétisé à partir de monomères où les fonctions N = C = 0 sont bloquées par l'e-caprolactame, le séchage aura lieu à 160 C. The drying (S) of the suspension thus obtained will be a temperature of between 100 and 120 ° C. When the latex is synthesized from monomers in which the functions N = C = O are blocked by ε-caprolactam, drying will take place at 160 C.

Le temps du séchage est contrôlé par le taux d'humidite des particules de bois qui devra être inférieur à 5%, de préférence inférieur à Quand le séchage est effectué dans une étuve thermostatée rotative, il est souhaitable de prévoir une ventilation de manière à permettre l'évaporation des solvants et l'eau du latex. Dans ce contexte, on peut également sécher par rayonnement infrarouge ou par micro#onde, toujours en respectant les plages de température indiquées plus haut. The drying time is controlled by the moisture content of the wood particles which should be less than 5%, preferably less than 5%. When the drying is carried out in a rotary thermostatic oven, it is desirable to provide a ventilation so as to allow evaporation of the solvents and the water of the latex. In this context, it is also possible to dry by infrared radiation or by microwaves, always respecting the temperature ranges indicated above.

L'objectif du séchage à chaud est d'éliminer les solvants l'eau et d'initier des réactions chimiques entre le latex et le bois. Au cours de cette étape, les groupements réactifs présents dans le latex vont réagir avec les groupements hydroxyles de la cellulose. Le résultat final consiste en l'obtention de particules de bois modifiées (PM) présentant des propriétés de surface qui n'ont pas été obtenues à notre connaissance par d'autres procédés connus. The purpose of hot drying is to remove solvents from the water and initiate chemical reactions between the latex and the wood. During this step, the reactive groups present in the latex will react with the hydroxyl groups of the cellulose. The end result is to obtain modified wood particles (PM) with surface properties that have not been obtained to our knowledge by other known methods.

Le positionnement des divers éléments constitutifs donne à l'objet de l'invention un maximum d'effets utiles qui n'avaient pas été, à ce jour, obtenus par 25 des procédés similaires. Les deux exemples ci-après d'application du procédé sont donnés 30 à titre purement indicatif. The positioning of the various constituent elements gives the object of the invention a maximum of useful effects which had not been obtained so far by similar methods. The following two examples of application of the method are given for information only.

Exemple 1 1. Synthèse du copolymère : Acrylate porteur d'une fonction ammonium quaternaire/Acrylate de lauryle/Vinyl diméthyl azlactone en émulsion. EXAMPLE 1 1. Synthesis of the Copolymer: Acrylate Bearing a Quaternary Ammonium Function / Lauryl Acrylate / Vinyl Dimethyl Azlactone in Emulsion

La copolymérisation en émulsion du système: Acrylate porteur d'une fonction ammonium quaternaire/Acrylate de laurylelVinyl diméthyl azlactone se déroule à 75 C selon le processus décrit ci-dessous. Les monomères, le tensioactif et l'amorceur sont utilisés en l'état de réception sans purification supplémentaire car la température de polymérisation élevée (75 C) empêche la présence d'une période d'inhibition au début de la polymérisation. La réaction est réalisée sous atmosphère inerte. Dans un réacteur muni d'un réfrigérant et d'une agitation mécanique, on introduit 70 g d'eau distillée et une solution composée des 3 monomères (20 g) et du tensioactif (dodécyl sulfate de sodium). Ensuite, on introduit goutte à goutte la solution d'amorçage c'est-à-dire 0,1 g d'amorceur (persulfate de potassium) avec 10 g d'eau distillée. Le mélange est maintenu sous agitation mécanique à 75 C pendant 24 heures. Une fraction du produit, prélevée dans le réacteur, est purifiée séchée sous vide avant d'être analysée par RMN du proton. The emulsion copolymerization of the system: Acrylate bearing a quaternary ammonium function / laurylelvinyl dimethyl azlactone acrylate takes place at 75 ° C. according to the process described below. The monomers, the surfactant and the initiator are used in the receiving state without further purification because the high polymerization temperature (75 ° C.) prevents the presence of an inhibition period at the beginning of the polymerization. The reaction is carried out under an inert atmosphere. In a reactor equipped with a condenser and a mechanical stirrer, 70 g of distilled water and a solution composed of the 3 monomers (20 g) and the surfactant (sodium dodecyl sulphate) are introduced. Then, the initiating solution is introduced dropwise, that is to say 0.1 g of initiator (potassium persulfate) with 10 g of distilled water. The mixture is kept under mechanical stirring at 75 ° C. for 24 hours. A fraction of the product, taken from the reactor, is purified dried under vacuum before being analyzed by proton NMR.

2. Modification des particules de bois. 2. Modification of wood particles.

On introduit dans le réacteur contenant le latex réactif g de particules de bois non activées. L'ensemble est maintenu sous agitation mécanique pendant 4 heures à température ambiante. Ensuite, on procède au séchage pro duit pour éliminer l'eau et les solvants et favoriser les réactions chimiques entre les particules de bois et le latex réactif. Le séchage a lieu à 110 C dans un sécheur ventilé et rotatif jusqu'à obtenir un produit possédant un taux d'humidité inférieur à 2% en poids. The reactor containing the reactive latex g is charged with non-activated wood particles. The whole is kept under mechanical stirring for 4 hours at room temperature. Then the drying is carried out to remove water and solvents and to promote chemical reactions between the wood particles and the reactive latex. The drying takes place at 110 ° C. in a ventilated and rotary dryer to obtain a product having a moisture content of less than 2% by weight.

<U>Exemple 2</U> 1. Synthèse du copolymère : Acrylate porteur d'une fonction ammonium quaternaire/Acrylate de lauryle/ m-isopropenyl,diméthyl benzyl isocyanate par polymérisation radicalaire en solution. <U> Example 2 </ U> 1. Synthesis of the copolymer: Acrylate carrying a quaternary ammonium function / lauryl acrylate / m-isopropenyl, dimethyl benzyl isocyanate by radical polymerization in solution.

Dans un réacteur muni d'un agitation mécanique, on introduit g de monomères (acrylate porteur d'une fonction ammonium quaternaire, acrylate lauryle et m-isopropenyl,diméthyl benzyl isocyanate), 0,14 g d'AIBN et 200 cc tétrahydrofurane (THF). Après dégazage, le mélange est porté à pendant une nuit. Une fraction du produit, prélevée dans le réacteur, est purifiée séchée sous vide avant d'être analysée par RMN du proton. La réaction polymérisation radicalaire est également effectuée sous atmosphère inerte. In a reactor equipped with a mechanical stirrer, g monomers (acrylate bearing a quaternary ammonium function, lauryl acrylate and m-isopropenyl, dimethyl benzyl isocyanate), 0.14 g of AIBN and 200 cc tetrahydrofuran (THF) are introduced. ). After degassing, the mixture is brought to overnight. A fraction of the product, taken from the reactor, is purified dried under vacuum before being analyzed by proton NMR. The radical polymerization reaction is also carried out under an inert atmosphere.

2. Modification des particules de bois. 2. Modification of wood particles.

On introduit ensuite dans le réacteur contenant copolymère quelques gouttes de dibutyllauréate d'étain (DBTL) et ensuite g de particules de bois non activées. L'ensemble est maintenu sous agitation mécanique pendant 4 heures à température ambiante. Ensuite, on procède au séchage du produit pour éliminer les solvants et favoriser les réactions chimiques entre particules de bois et le copolymère. Le séchage a lieu à 110 C dans un sécheur rotatif et ventilé jusqu'à obtenir un taux d'humidité inférieur à 2% en poids. The copolymer-containing reactor is then charged with a few drops of tin dibutylaureate (DBTL) and then with unactivated wood particles. The whole is kept under mechanical stirring for 4 hours at room temperature. Then, the product is dried to remove the solvents and promote chemical reactions between wood particles and the copolymer. The drying takes place at 110 ° C. in a rotary dryer and ventilated until a moisture content of less than 2% by weight is obtained.

3. Caractérisation. 3. Characterization.

Le bois modifié est caractérisé par infrarouge ' transformé de Fourier. Sur les spectres infrarouges, on observe la disparition pics caractéristi ques des fonctions OH vers 3400 cm-' et N=C=O vers 2270 cm-' l'apparition d'un pic vers 3340 cm-' provenant des groupements NH.The modified wood is characterized by Fourier-transformed infrared. On the infrared spectra, the disappearance of characteristic peaks of the OH functions at 3400 cm -1 and N = C = O at 2270 cm -1 is observed. The appearance of a peak at 3340 cm -1 from the NH groups.

Claims (12)

<B><U>REVENDICATIONS</U></B> 1 . Procédé de modification des propriétés de surface particules de bois en vue de leur utilisation en particulier pour la fabrication matériaux composites à base de polymères synthétiques, ayant pour objectif la transformation des particules de bois par la fixation d'un latex réactif pour rendre compatible ce matériau avec des matrices thermoplastiques ou thermodurcissables. caractérisé par la synthèse (L) radicalaire d'un copolymère formé d'au moins un monomère (M1) réagissant avec les groupes hydroxyles (OH) de la cellulose du bois, d'au moins un monomère (M2) assurant la compatibilité ou la reaction chimique avec la matrice polymère et d'au moins un monomère (M3) regelant les propriétés de surface telle que l'hydrophobie et la résistance aux bactéries, ce copolymère, ou latex réactif, porteur d'entités chimiques présentant des fonctions bien définies et spécifiques aux propriétés que l'on souhaite conférer aux particules de bois et ensuite mélangé (M) aux particules de bois (P), et le mélange séché à chaud (S).<B> <U> CLAIMS </ U> </ B> 1. Process for modifying the surface properties of wood particles with a view to their use, in particular for the manufacture of composite materials based on synthetic polymers, whose objective is the transformation of wood particles by fixing a reactive latex to make this material compatible with thermoplastic or thermosetting dies. characterized by the radical synthesis (L) of a copolymer formed of at least one monomer (M1) reacting with the hydroxyl (OH) groups of the wood cellulose, at least one monomer (M2) ensuring the compatibility or chemical reaction with the polymer matrix and at least one monomer (M3) which regains surface properties such as hydrophobicity and resistance to bacteria, this copolymer, or reactive latex, carrying chemical entities with well-defined functions and specific to the properties that one wishes to impart to the wood particles and then mixed (M) with the wood particles (P), and the hot-dried mixture (S). 2 . Procédé selon la revendication 1, se caractérisant le fait que le ou les monomères (M1) assurant la réaction chimique avec groupes hydroxyles (OH) de la cellulose est (sont) constitué(s) de vinyl diméthyl azlactone ou de m-isopropenyl, diméthyl benzyl isocyanate (TMI) ou de méthacryloyle isocyanate (MAI) ou d'adduit d'acrylate d'hydroxyéthyle et de toluène 2,4 diisocyanate ou d'anhydride maléique ou de N-(hydroxyméthyle) acrylamide, les réactions chimiques entre les groupements réactifs présents dans le latex et les groupements hydroxyles de la cellulose se produisant lors des étapes de mélange et de séchage.2. Process according to Claim 1, characterized in that the monomer (s) (M1) carrying out the chemical reaction with hydroxyl groups (OH) of the cellulose is (are) composed of vinyl dimethyl azlactone or m-isopropenyl, dimethyl benzyl isocyanate (TMI) or methacryloyl isocyanate (MAI) or adduct of hydroxyethyl acrylate and toluene 2,4 diisocyanate or maleic anhydride or N- (hydroxymethyl) acrylamide, the chemical reactions between the reactive groups present in the latex and the hydroxyl groups of the cellulose occurring during the mixing and drying steps. 3 . Procédé selon l'une quelconque des revendications précéden tes, se caractérisant par le fait que le latex réactif est synthétisé par polymérisation en émulsion par voie radicalaire à partir d'un monomère de type acrylate à chaîne grasse, d'un monomère réactif de type vinyl diméthyl azlactone ou N-(hydroxymé- thyle) acrylamide ou de type m-isopropenyl , diméthyl benzyl isocyanate (TMI) ou méthacryloyle isocyanate (MAI) ou adduit d'acrylate d'hydroxyéthyle et de toluène 2,4 diisocyanate dans lesquels les fonctions N=C=O sont bloquées par l' -caprolac- tame ou par un tert-butyl phénol et d'un monomère de type acrylate porteur d'une fonction ammonium ou phosphore quaternaire.3. Process according to any one of the preceding claims, characterized in that the reactive latex is synthesized by radical emulsion polymerization from a fatty-chain acrylate monomer, a vinyl-type reactive monomer. dimethyl azlactone or N- (hydroxymethyl) acrylamide or m-isopropenyl, dimethyl benzyl isocyanate (TMI) or methacryloyl isocyanate (MAI) or adduct of hydroxyethyl acrylate and toluene 2,4 diisocyanate in which the N functions C = O are blocked by -caprolactam or tert-butyl phenol and an acrylate-type monomer carrying a quaternary ammonium or phosphorus function. 4 . Procedé selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, se caractérisant par le fait le copolymère réactif est synthétisé par polymérisation radicalaire en solution à partir d'un monomère de type acrylate à chaîne grasse, d'un monomère réactif où fonctions N=C=O ne sont pas bloquées de type m- isopropenyl , diméthyl benzyl isocyanate (TMI) ou méthacryloyle isocyanate (MAI) ou adduit d'acrylate d'hydroxyéthyle et de toluène 2,4 diisocyanate ou bien encore d'anhydride maléique et d'un monomère porteur d'une fonction ammonium ou phosphore quaternaire.4. Process according to any one of claims 1 and 2, characterized in that the reactive copolymer is synthesized by solution radical polymerization from a fatty-chain acrylate monomer, a reactive monomer where N = C functions. = O are not blocked of m-isopropenyl, dimethyl benzyl isocyanate (TMI) or methacryloyl isocyanate (MAI) or adduct of hydroxyethyl acrylate and toluene 2,4 diisocyanate or else maleic anhydride and a monomer carrying a quaternary ammonium or phosphorus function. 5 . Procedé selon l'une quelconque des revendications précéden tes, se caractérisant le fait que le ou les monomère(s) (M2) conférant aux particules de bois (P) leurs propriétés particulières est (sont) constitué(s) d'un (de) monomère(s) de structure acrylique assurant la compatibilité ou des réactions chimiques avec une matrice polymère et possédant la structure chimique suivante::   5. Process according to any one of the preceding claims, characterized in that the monomer (s) (M2) conferring on the wood particles (P) their particular properties is (are) constituted of ) monomer (s) of acrylic structure ensuring compatibility or chemical reactions with a polymer matrix and having the following chemical structure:
Figure img00110046
Figure img00110046
avec y =1 quand la matrice polymère est constituée de polychlorure de vinyle et y=8 ou 12 quand la matrice polymère est constituée de polyoléfines.    with y = 1 when the polymer matrix consists of polyvinyl chloride and y = 8 or 12 when the polymer matrix consists of polyolefins.
6 . Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, se caractérisant par le fait que latex réactif est synthétisé avec du méthacrylate de glycidyle de façon à assurer compatibilité des particules de bois (P) avec une matrice de type résine époxy.6. Process according to any one of Claims 1 to 4, characterized in that the reactive latex is synthesized with glycidyl methacrylate so as to ensure compatibility of the wood particles (P) with an epoxy resin matrix. 7 . Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, se caractérisant par le fait que latex réactif est synthétisé avec du styrène de façon à assurer la compatibilité particules de bois (P) avec une matrice type polyester.7. Process according to any one of Claims 1 to 4, characterized in that the reactive latex is synthesized with styrene so as to ensure the compatibility of wood particles (P) with a polyester-type matrix. 8 . Procédé selon l'une quelconque des revendications précéden tes, se caractérisant par le fait que les particules de bois sont constituées de sciure ou de farine de bois tamisée et dépoussiérée, sans colorant, ni insecticide, ni fongicide, ni produits chimiques, ayant une stabilité thermique de 200 C et présentant les caractéristiques suivantes sciure : - Granulométrie de à 2000 pm, de préférence 530 à 750 pm - Densité de 0,12 à 0 gr/cm3, de préférence 0,14 à 0,19 gr/cm3 farine : - Granulométrie inférieure à 500 pm - Densité 0,10 à 0,17 gr/cm3.8. Process according to any one of the preceding claims, characterized in that the wood particles consist of sawdust or sifted and dusted wood flour, without dye, insecticide, fungicide or chemical products, having a stability 200 C thermal and having the following characteristics sawdust: - Granulometry of at 2000 pm, preferably 530 to 750 pm - Density of 0.12 to 0 gr / cm3, preferably 0.14 to 0.19 gr / cm3 flour: - Particle size less than 500 μm - Density 0.10 to 0.17 gr / cm3. 9 . Procédé selon l'une quelconque des revendications précéden tes, se caractérisant par le fait que le séchage (S) du mélange de latex réactif et de particules de bois est effectué à une température comprise entre 100 et 120 C ou voisine de 160 C quand le latex est synthétisé à partir de monomères où les fonctions N=C=O sont bloquées par l'.caprolactame, la durée de séchage étant contrôlé par le taux d'humidité des particules de bois qui devra être inférieur à 5%, de préférence inférieur à 2%.9. Process according to any one of the preceding claims, characterized in that the drying (S) of the reactive latex mixture and of wood particles is carried out at a temperature of between 100 and 120 ° C. or close to 160 ° C. when latex is synthesized from monomers where the functions N = C = O are blocked by .caprolactam, the drying time being controlled by the moisture content of the wood particles which should be less than 5%, preferably lower than at 2%. 10 . Procédé selon la revendication 9, se caractérisant par le fait que le séchage est effectué dans une étuve thermostatée et rotative comportant une ventilation de manière à permettre l'évaporation des solvants et l'eau du latex.10. Process according to Claim 9, characterized in that the drying is carried out in a thermostatically controlled oven with ventilation so as to allow the evaporation of the solvents and the water of the latex. 11 . Procédé selon l'une quelconque des revendications précéden tes, se caractérisant par le fait que les particules de bois (P) sont soumises une activation (Pa) préalable de leur surface par ozonisation à sec de la sciure ou la farine de bois dans un réacteur à température ambiante durant 30 à 120 minutes, avec un flux constant d'un mélange air#ozone (03) et une concentration d'ozone comprise entre 5 et 8 103 g/1, sous agitation mécanique pour assurer un bon contact.11. Process according to any one of the preceding claims, characterized in that the wood particles (P) are subjected to a prior activation (Pa) of their surface by dry ozonisation of sawdust or wood meal in a reactor at room temperature for 30 to 120 minutes, with a constant flow of an air-ozone mixture (03) and an ozone concentration of between 5 and 8 103 g / l, with mechanical stirring to ensure good contact. 12 . Particules de bois transformées, destinées en particulier la fabrication de matériaux composites à base de polymères synthétiques, caractérisées en ce que les propriétés de leur surface sont modifiées la fixation d'un latex réactif présentant, d'une part, une fonction bien définie et specifique apte à rendre compatible le matériau ainsi obtenu avec des matrices thermoplastiques ou thermodurcissables, mais assurant, d'autre part, la régulation propriétés de surface telle que l'hydrophobie et la résistance aux bactéries.12. Processed wood particles, in particular for the production of composite materials based on synthetic polymers, characterized in that the properties of their surface are modified the fixing of a reactive latex having, on the one hand, a well-defined and specific function capable of making the material thus obtained compatible with thermoplastic or thermosetting matrices, but also ensuring the regulation of surface properties such as hydrophobicity and resistance to bacteria.
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