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From hydrophilic to hydrophobic wood using direct fluorination: A localized treatment - 06/07/18

D'un bois hydrophile à un bois hydrophobe par fluoration directe : un traitement spatialement localisé

Doi : 10.1016/j.crci.2018.03.009 
Martial Pouzet a, b, Marc Dubois a, , Karine Charlet b, Alexis Béakou b
a Université Clermont Auvergne, CNRS, SIGMA Clermont, ICCF, 63000 Clermont-Ferrand, France 
b Université Clermont Auvergne, CNRS, SIGMA Clermont, Institut Pascal, 63000 Clermont-Ferrand, France 

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Abstract

When controlled by the treatment duration or the quantity of reactive molecules, direct fluorination using F2 gas is efficient to decrease the hydrophilicity of wood both in the form of massive piece and powder. To prove that silver fir pieces and wood flour (mix of spruce and silver fir species) were investigated as representative examples. In both the cases, hydroxyl groups are converted into C-F bonds resulting in the decrease in affinity for water. Fluorination is mainly located in the outer parts of the wood cell, where the content of lignin is the highest, maintaining the inner ones nonmodified. Because the microstructure is maintained by this location of fluorination, the mechanical properties are conserved for silver fir pieces. The mechanical properties are even enhanced for composite containing fluorinated wood flour because of a better compatibility between the fluorinated fillers and the polyester matrix.

Le texte complet de cet article est disponible en PDF.

Résumé

Lorsque la durée de traitement ou la quantité de molécules réactives est contrôlée, la fluoration directe en utilisant le fluor moléculaire F2 s'avère efficiente pour faire décroître l'hydrophilie du bois, à la fois sous forme de pièces massives et de poudre. Pour mettre en évidence cet effet, des morceaux de sapin et de la farine de bois ont été fluorés à titre d'exemples significatifs. Dans les deux cas, les groupements hydroxyles ont été remplacés par des liaisons C-F conduisant à la diminution de l'affinité du bois pour l'eau. Le greffage covalent d'atomes de fluor est principalement localisé sur la paroi externe des cellules, où la teneur en lignine est la plus forte. Comme la microstructure est globalement conservée grâce à cette fluoration spatialement localisée, les propriétés mécaniques sont maintenues pour le sapin. Celles-ci sont même améliorées pour des composites contenant de la farine de bois, grâce une meilleure compatibilité entre charge fluorée et matrice polyester.

Le texte complet de cet article est disponible en PDF.

Keywords : Wood, Silver fir, Wood flour, Fluorination, Hydrophobicity, Mechanical properties

Mots-clés : Bois, Sapin, Farine de bois, Fluoration, Hydrophobie, Propriétés mécaniques


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Vol 21 - N° 8

P. 800-807 - août 2018 Retour au numéro
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  • Effect of fluorination on the stability of carbon nanofibres in organic solvents
  • Nadiège Nomède-Martyr, Elodie Disa, Katia Guérin, Pierre Bonnet, Marc Dubois
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