Les principales méthodes utilisées pour fabriquer des couches minces sous vide font appel à la technique de dépôt en phase vapeur chimique (CVD : Chemical Vapor Deposition) et de dépôt en phase vapeur physique (PVD : Physical Vapor Deposition). L’industrie du bois peut utiliser avec succès ces méthodes pour obtenir des produits à grande valeur ajoutée. Le présent projet a eu pour objectif principal l’étude de faisabilité des systèmes multicouches pour la protection du bois (érable à sucre - Acer saccharum) déposés par plasma.
Les absorbeurs des UV comme ZnO et TiO2 ont été choisis pour fabriquer des couches minces résistantes à la photodégradation. Al2O3 a été choisi pour ses excellentes propriétés mécaniques.
Les systèmes multicouches de TiO2, ZnO et Al2O3 pour le bois ont été réalisés par la pulvérisation cathodique magnétron. La couche mince polymère a été obtenue par la polymérisation en plasma d’argon de l’éthane à l’aide d’une source ICP (Inductivly Coupled Plasma). La spectroscopie à photoélectrons X a été utilisée pour caractériser les couches minces. L’épaisseur des couches minces a été mesurée par la profilométrie optique. Les couches minces avec TiO2 et ZnO ont montré leur transparence simultanément avec une absorption efficace dans le domaine UVB et UVA et UVB respectivement.
Afin de simuler l’exposition extérieure, les systèmes monocouches et multicouches ont été soumis au vieillissement accéléré pendant 400 heures. Le système multicouche TiO2/ZnO/polymère et les monocouches de TiO2 et polymère (réalisé avec C2H6) ont stabilisé le changement de la couleur de l’érable. Le système multicouches Al2O3/polymère (C2H6) a amélioré la dureté de la surface de l’érable simultanément avec une augmentation du module d’élasticité (donc de la rigidité).
Les résultats obtenus ont démontré la faisabilité des systèmes multicouches pour le bois réalisés par la déposition en plasma d’argon. L’ingénierie de systèmes multicouches ouvre de multiples possibilités dans la conception de revêtements pour la protection du bois en fonction de propriétés à améliorer ciblées (résistance mécanique, résistance aux UV, hydrophobicité, effet barrière au feu, antimicrobien, etc.).
IMPREGNATION
PLASMA
WOOD
Abstract
Les principales méthodes utilisées pour fabriquer des couches minces sous vide font appel à la technique de dépôt en phase vapeur chimique (CVD : Chemical Vapor Deposition) et de dépôt en phase vapeur physique (PVD : Physical Vapor Deposition). L’industrie du bois peut utiliser avec succès ces méthodes pour obtenir des produits à grande valeur ajoutée. Le présent projet a eu pour objectif principal l’étude de faisabilité des systèmes multicouches pour la protection du bois (érable à sucre - Acer saccharum) déposés par plasma.
Les absorbeurs des UV comme ZnO et TiO2 ont été choisis pour fabriquer des couches minces résistantes à la photodégradation. Al2O3 a été choisi pour ses excellentes propriétés mécaniques.
Les systèmes multicouches de TiO2, ZnO et Al2O3 pour le bois ont été réalisés par la pulvérisation cathodique magnétron. La couche mince polymère a été obtenue par la polymérisation en plasma d’argon de l’éthane à l’aide d’une source ICP (Inductivly Coupled Plasma). La spectroscopie à photoélectrons X a été utilisée pour caractériser les couches minces. L’épaisseur des couches minces a été mesurée par la profilométrie optique. Les couches minces avec TiO2 et ZnO ont montré leur transparence simultanément avec une absorption efficace dans le domaine UVB et UVA et UVB respectivement.
Afin de simuler l’exposition extérieure, les systèmes monocouches et multicouches ont été soumis au vieillissement accéléré pendant 400 heures. Le système multicouche TiO2/ZnO/polymère et les monocouches de TiO2 et polymère (réalisé avec C2H6) ont stabilisé le changement de la couleur de l’érable. Le système multicouches Al2O3/polymère (C2H6) a amélioré la dureté de la surface de l’érable simultanément avec une augmentation du module d’élasticité (donc de la rigidité).
Les résultats obtenus ont démontré la faisabilité des systèmes multicouches pour le bois réalisés par la déposition en plasma d’argon. L’ingénierie de systèmes multicouches ouvre de multiples possibilités dans la conception de revêtements pour la protection du bois en fonction de propriétés à améliorer ciblées (résistance mécanique, résistance aux UV, hydrophobicité, effet barrière au feu, antimicrobien, etc.).